jónískt lítíumrafhlad
jónahliðjónabatterí hefur orðið ómissandi í fjölmörgum tækjum og ökutækjum, allt frá fartölvum og farsímum til blendings- og rafmagnsbíla. Kostir þeirra eru meðal annars há orkuþéttleiki, endurhleðsluhæfni og létt þyngd (allt að 70% léttari en blýsýrubatterí); aukins öryggis án þess að framleiða eiturefni úrgangs eins og blýsýrubatterí gera; ennfremur framleiða þau ekki eiturefni úrgangs eins og blýsýrubatterí gera; framleiðendur þeirra vinna óþreytandi að þróun betri katóðu- og anóðu efna, föstu raflota sem tryggja háa afkastagetu rafhlaða fyrir örugga notkun innan rafhlaða – bara til að viðhalda þessum kostum!
Nýlegar nýjungar fela í sér ióníska líþíumrafhlöðu sem notar pólý(jónfljótandi efni) sem rafefni í stað fljótandi lífrænna leysiefna, svo sem kóbalt, sem rafefni í núverandi líþíum-jónrafhlöðum. Þessi byltingarkennda þróun lofar hærri orkustéttleika á lægra verði með minni háðri dýrum og vandræðalegum málmum, svo sem kóbalt, sem finnast í nútíma líþíum-jónrafhlöðum.
jónskert lítiumrafhlöður samanstanda af jákvæðu rafhólfi (anóðu), neikvæðu rafhólfi (katóðunni), aðskiljara og rafeimingi; þar sem jákvæða rafhólfið geymir lítiumjónir en neikvæða rafhólfið þjónar sem rafeindageymsla; aðskiljarinn hindrar rafeindaflæði innan rafhlöðunnar. Að lokum flytur rafmilliefni jákvætt hlaðna lítíumjónir milli jákvæðrar og neikvæðrar rafskauts við losun og aftur til jákvæðrar rafskauts við hleðslu í gegnum innskots- og útskotsferla sem eiga sér stað samtímis – þessi ferill er tæknilega nefndur innskot/útskot.
Anóða, yfirleitt úr grafíti, er sameinuð katóðunni sem er úr eldfastum málmsúlfíðum eða nítríðum til að geyma lítíumjónir með innskotun (intercalation), þar sem þær eru líkamlega innfelldar milli tvívíddarlaga kolefnis sem mynda heildargrafítinn, í þeim tilgangi að geyma orku. Fráfylling frumu felur í sér að anóði gangi í oxunarhálfverkun sem losar jákvæð lítíumjónir á meðan neikvætt hlaðnir rafeindir myndast í ytri raftengingu; við fráfyllingu gengur anóði í oxunarhálfverkun sem framleiðir jákvæð lítíumjónir á meðan neikvætt hlaðnar rafeindir eru fluttar um ytri raftengingu til katóðs þar sem afoxunarhálfverkun fer fram og rafstraumur rennur um ytri raftengingu.
Það eru margar gerðir, svo sem 72 V lítium-jón batterí, 12 V 20 Ah lítium-batterí, 20 Ah lítium-batterí. Oxunar- og afoxunarhvarf verða að eiga sér stað við kjörhitastig og kjörskilyrði; annars gætu veruleg uppbyggingarbreytingar dregið verulega úr rafhlöðugetu og minnkað endurhleðslugetu (mælikvarði á því hversu margar hleðslur og losun rafhlöðunnar hún þolir áður en geta hennar byrjar að minnka), sem gæti aukið innri þrýsting frumu og skapað öryggisógn fyrir fartæki eins og spjaldtölvur og snjallsíma.
