իոնային լիթիումային մարտկոց
Իոնային լիթիումային մարտկոցը դարձել է անփոխարինելի բաղադրիչ լայն տեսակի սարքերում և տրանսպորտային միջոցներում՝ սկսած նոութբուքերից և բջջային հեռախոսներից մինչև հիբրիդային և էլեկտրական ավտոմեքենաներ։ Նրանց առավելություններից են բարձր էներգետիկ խտությունը, վերալիցքավորվող լինելը և թեթև քաշը (մինչև 70% անգամ թեթև՝ կապարի թթվային մարտկոցների համեմատ); բարձրացած անվտանգությունը՝ առանց կապարի թթվային մարտկոցների նման թունավոր կողմնակի արտադրանքներ արտադրելու; և, ավելին, նրանք չեն արտադրում թունավոր կողմնակի արտադրանքներ, ինչպես կապարի թթվային մարտկոցները: Ուստի նրանց արտադրողները անխոնջորեն աշխատում են՝ մշակելով ավելի լավ կատոդ/անոդ նյութեր և պինդ էլեկտրոլիտներ, որոնք ապահովում են բարձր հզորությամբ մարտկոցների անվտանգ օգտագործումը՝ հենց այդ առավելությունները պահպանելու համար:
Վերջին նորարարությունների թվում է իոնային լիթիումային մարտկոցը, որը էլեկտրոլիտի նյութի համար օգտագործում է պոլի(իոնային հեղուկ)՝ փոխարենը կոբալտի նման փախչող օրգանական լուծիչներ, որոնք ներկայումս կիրառվում են լիթիումային մարտկոցներում։ Այս հեղափոխական զարգացումը խոստանում է ավելի բարձր էներգետիկ խտություններ՝ ավելի ցածր ծախսերով և նվազեցված կախվածություն թանկ և խնդրահարույց մետաղներից, ինչպիսին է կոբալտը, որը հանդիպում է այսօրվա լիթիումային մարտկոցներում։.
Իոնային լիթիումային մարտկոցները բաղկացած են անոդից, կատոդից, բաժանարարից և էլեկտրոլիտից; անոդը պահպանում է լիթիումային իոնները, իսկ կատոդը ծառայում է էլեկտրոնների պահեստ; բաժանարարը արգելափակում է մարտկոցի ներսում էլեկտրոնների հոսքը։ Վերջապես էլեկտրոլիտը դատարկման ժամանակ դրական լիցքավորված լիթիումային իոնները տեղափոխում է անոդից դեպի կատոդ, իսկ լիցքավորման ժամանակ՝ կատոդից դեպի անոդ՝ միաժամանակ ընթացող միջկալացիա/դիմիջկալացիա գործընթացների միջոցով, որը տեխնիկական տերմիններով կոչվում է միջկալացիա/դիմիջկալացիա։.
Անոդը, որը սովորաբար պատրաստված է գրաֆիտից, համակցվում է ոչ այրվող մետաղական սուլֆիդներից կամ նիտրիդներից կազմված կատոդի հետ՝ լիթիումային իոնները պահպանելու համար ինտերկալացիայի միջոցով, երբ դրանք ֆիզիկապես տեղադրվում են գրաֆիտի զանգվածը կազմող 2D ածխածնային շերտերի միջև։ Էլեմենտի լիցքաթափման ժամանակ անոդը ենթարկվում է օքսիդացման կիսառեակցիայի, որի ընթացքում արտազատվում են դրական լիթիումային իոններ և միաժամանակ արտաքին շղթայի միջոցով ստեղծվում են բացասական լիցքավորված էլեկտրոններ; լիցքաթափման ընթացքում անոդը ենթարկվում է օքսիդացման կիսառեակցիայի, որի արդյունքում արտադրվում են դրական լիթիումային իոններ, իսկ բացասական լիցքավորված էլեկտրոնները արտաքին շղթայով տեղափոխվում են կատոդ, որտեղ տեղի է ունենում ռեդուկցիայի կիսառեակցիա և էլեկտրական հոսանքը հոսում է արտաքին շղթայով։.
Կան բազմաթիվ տեսակներ, օրինակ՝ 72 Վ լիթիում-իոնային մարտկոց, 12 Վ 20 Ա·ժ լիթիումային մարտկոց, 20 Ա·ժ լիթիումային մարտկոց։ Օքսիդացում-ռեդուկցիայի ռեակցիաները պետք է ընթանան օպտիմալ ջերմաստիճանում և պայմաններում; հակառակ դեպքում նշանակալի կառուցվածքային փոփոխությունները կարող են զգալիորեն նվազեցնել մարտկոցի հզորությունը և նվազեցնել դրա ցիկլայնությունը (չափանիշ, որը ցույց է տալիս, թե քանի լիցքավորում և դատարկում կարող է մարտկոցը կատարել մինչև հզորության նվազումը), ինչը կարող է բարձրացնել բջիջի ներքին ճնշումը և անվտանգության սպառնալիքներ ստեղծել պլանշետների և սմարթֆոնների նման շարժական սարքերի համար։.
