Aký je princíp fungovania lítiovej batérie?

Mnoho zákazníkov nerozumie princípu fungovanialítiové batérie. Tento článok kombinuje charakteristiky elektroniky a lítiových iónov a hovorí o súvisiacich znalostiach.

Aký je princíp fungovania lítiovej batérie?

Princíp fungovanialítiové batérieje vyvinutý Využitím vlastností "lítiové ióny môžu prenášať elektróny". Lítiové batérie sú vo všeobecnosti vyrobené zo „zlúčenín lítia“ a „uhlíkových materiálov“ a lítiové ióny môžu byť interkalované alebo deinterkalované v týchto dvoch materiáloch. Počas procesu tohto javu budú elektróny tiež migrovať s iónmi lítia. Tento proces možno chápať ako proces nabíjania a vybíjania batérie. Vnútorná štruktúra, materiál a použitá technológia sú odlišné a to bude určovať celkový výkon batérie, najmä lítiovej batérie.

Proces nabíjania a vybíjania

Ako všetci vieme, batérie sa delia na kladné a záporné elektródy. Kladná elektróda je vo všeobecnosti vyrobená z materiálu "zlúčenina lítia", zatiaľ čo záporná elektróda je vyrobená z "uhlíkového materiálu". Oblasti, kde sa nachádza kladná a záporná elektróda, nie sú spojené. V strede bude separátor a elektrolyt. Na základe rozdielu v značke batérie, štruktúre a technológii aplikácie sa mierne zmení celková štruktúra, objem a vnútorné rozloženie batérie. Lítiové ióny sa vo všeobecnosti vytvárajú v oblasti kladnej elektródy a potom prenášajú elektróny cez elektrolyt do oblasti zápornej elektródy a dochádza k interkalácii. Tento jav je reverzibilný, čo je takzvaný proces nabíjania a vybíjania, čo znamená, že ióny lítia v oblasti zápornej elektródy sa môžu vrátiť aj do oblasti kladnej elektródy, čo sa nazýva deinterkalácia.

Normálne ľudia nazývajú lítiové ióny prenášajúce elektróny do oblasti zápornej elektródy ako nabíjanie a naopak od zápornej elektródy k kladnej elektróde, čo sa nazýva vybíjanie, ale je tu ďalší bod, ktorý nemožno ignorovať, to znamená, že musí existovať "zaťaženie" v celom okruhu cyklu, čo je takzvané zariadenie na spotrebu energie.

Štruktúra lítiovej batérie

Ak sa pozriete pozorne na štruktúru lítiovej batérie, je to zložitejšie, ale ak sa pozriete na veľkú štruktúru, možno ju rozdeliť na tri časti, zvyčajne rozdelené na oblasť kladných elektród, čo je tiež oblasť, kde sa nachádzajú lítiové ióny sú generované a odchádzajú a oblasť zápornej elektródy je tiež oblasťou, kde sú lítiové ióny interkalované alebo deinterkalované.
Treba však poznamenať, že lítiové ióny môžu byť interkalované alebo deinterkalované na kladnej elektróde, ale kladná elektróda a záporná elektróda spolu nekomunikujú (existuje viacero kanálov, cez ktoré môžu lítiové ióny prechádzať) a existuje membrána, ktorá je elektrolytom (aby to nebola pravda, kvôli pochopeniu), iba lítiové ióny nesúce elektróny sa môžu pohybovať v elektrolyte a transportovať elektróny tam a späť.

Fenomén vydutia batérie, ktorý sa vyskytuje v každodennom živote, tiež súvisí s raketoplánom lítiových iónov. Ak lítiové ióny prenesú veľké množstvo elektrónov do oblasti zápornej elektródy, ak tieto nabité lítiové ióny nemožno uložiť, dôjde k prebitiu a vydutiu. V opačnom prípade dôjde k nadmernému vybitiu. Smer je síce pozitívny a negatívny, ale princíp je rovnaký.

Záver:Princíplítiové batérieje rovnaký ako u olovených a niklových batérií, ale po rokoch výskumu sa zistilo, že lítiové ióny sú vhodnejšie ako médium na prenos elektrónov ako materiály s kladnými a zápornými elektródami v iných batériách.