bateria de liti iònica
la bateria de liti iònica s'ha convertit en un component indispensable en una gran varietat de dispositius i vehicles, que van des de portàtils i telèfons mòbils fins a cotxes híbrids i elèctrics. Els seus avantatges inclouen una alta densitat d'energia, la recarregabilitat i el seu pes lleuger (fins a 70% més lleugeres que les bateries de plom-àcid); una seguretat augmentada sense produir subproductes tòxics com ho fan les bateries de plom i àcid; a més, no produeixen subproductes tòxics com ho fan les bateries de plom i àcid; per tant, els seus fabricants treballen incansablement per desenvolupar millors materials de catòde/ànode, electròlits sòlids que garanteixin bateries d'alta capacitat per a un ús segur dins de les bateries – només per mantenir aquests avantatges!
Les innovacions recents inclouen una bateria de liti iònica que utilitza poli(líquid iònic) com a electròlit en lloc d'utilitzar dissolvents orgànics volàtils com el cobalte en les bateries de ions de liti actuals. Aquest desenvolupament revolucionari promet densitats d'energia més altes a costos més baixos amb una dependència reduïda de metalls cars i problemàtics com el cobalte presents en les bateries de ions de liti actuals.
Les bateries de liti iòniques consisteixen en un ànode, un catòde, un separador i un electròlit; amb l'ànode emmagatzemant ions de liti mentre que el catòde actua com a espai d'emmagatzematge d'electrons; mentre que un separador bloqueja el flux d'electrons dins de la bateria. Finalment, un electròlit transporta ions de liti amb càrrega positiva entre l'ànode i el catòde durant la descàrrega i de tornada a l'ànode durant la càrrega mitjançant processos d'intercalació/desintercalació que tenen lloc simultàniament; aquest procés es coneix tècnicament com a intercalació/desintercalació.
Un ànode, normalment compost de material de grafit, es combina amb un catòde fet de sulfurs o nitrurs metàl·lics no inflamables per emmagatzemar ions de liti mitjançant intercalació, on s'hi incrusten físicament entre capes bidimensionals de carboni que conformen el grafit massís, amb finalitats d'emmagatzematge. La descàrrega de la cel·la implica un ànode que experimenta una meitat de reacció d'oxidació que allibera ions de liti positius mentre simultàniament crea electrons amb càrrega negativa a través d'un circuit extern; durant la descàrrega l'ànode experimenta una meitat de reacció d'oxidació que produeix ions de liti positius mentre els electrons amb càrrega negativa són conduïts a través del circuit extern fins al catòde on té lloc la meitat de reacció de reducció i el corrent elèctric flueix pel circuit extern.
Hi ha molts tipus, com ara bateria d'ió-liti de 72 V, bateria de liti de 12 V i 20 Ah, bateria de liti de 20 Ah. Les reaccions d'oxidació-reducció han de tenir lloc a la temperatura i les condicions òptimes; si no, canvis estructurals importants podrien reduir significativament la capacitat de la bateria i disminuir la seva ciclicitat (la mesura de quantes càrregues i descàrregues pot suportar una bateria abans que la seva capacitat comenci a disminuir), augmentant potencialment la pressió interna de la cèl·lula i suposant amenaces de seguretat per a dispositius mòbils com tauletes i telèfons intel·ligents.
