иондук литий батарейка
Иондук литий батареясы ноутбуктардан жана уюлдук телефондордон баштап гибриддик жана электр унааларга чейин ар кандай түзүлүштөрдө жана унааларда алмаштырылгыс компонентке айланды. Алардын артыкчылыктарына жогорку энергия тыгыздыгы, кайра заряддалуу жөндөмдүүлүгү жана жеңил салмагы (свинец-кислота батарейкаларына караганда 70%га чейин жеңилирээк) кирет; свинец-кислоталык батарейкалар сыяктуу уулуу калдыктарды чыгарбай кошумча коопсуздукту камсыз кылат; андан тышкары, алар свинец-кислоталык батарейкалар сыяктуу уулуу калдыктарды чыгарбайт; ошондуктан өндүрүүчүлөр бул артыкчылыктарды сактап калуу максатында жогорку сыйымдуулуктагы батарейкалар үчүн коопсуз кат/анод материалдарын жана катуу электролиттерди изилдөөгө жана өнүктүрүүгө тынымсыз аракеттенишет!
Жакында иштелип чыккан инновацияларга учурдагы литий-иондук батарейкаларда электролит катары кобальт сыяктуу учуучу органикалык эриткичтерди колдонбостон, поли(иондук суюктукту) колдонгон иондук литий батарейкасы кирет. Бул революциялык өнүгүү жогорку энергия тыгыздыгын, төмөн чыгымдарды жана бүгүнкү литий-иондук батарейкаларда кездешкен кобальт сыяктуу кымбат жана татаал металлдарга көз карандылыкты азайтууну убада кылат.
Иондук литий батареялары анод, катод, бөлгүч жана электролиттен турат; анод литий иондорун сактайт, катод электрондорду сактоочу жай катары кызмат кылат; бөлгүч батарея ичинде электрон агымын бөгөйт. Акырында, электролит оң зарядталган литий иондорун разряддануу учурунда анод менен катоддун ортосунда ташып, заряддануу учурунда интеркалация/деинтеркалация процесстери аркылуу кайра анодго жеткирет – бул процесс техникалык терминде интеркалация/деинтеркалация деп аталат.
Анод адатта графит материалынан жасалып, күйбөгөн металл сульфиддерден же нитриддерден жасалган катод менен айкалышып, литий иондорун интеркалация жолу менен сактоо үчүн колдонулат; анда иондор графиттин жалпы түзүлүшүн түзгөн 2D көмүртек катмарларынын ортосуна физикалык жактан киргизилет. Ячейканын разряддалышында анод оксиддешүү жарым реакциясынан өтүп, оң литий иондорун бөлүп чыгарат жана бир эле учурда тышкы контур аркылуу терс заряддуу электрондарды пайда кылат; разряддалыш учурунда анод оксиддешүү жарым реакциясынан өтүп, оң литий иондорун чыгарат, ал эми терс заряддуу электрондар тышкы контур аркылуу катодго өтүп, ал жерде редукция жарым реакциясы жүрүп, электр тогу тышкы контур аркылуу агып өтөт.
Ар кандай түрлөрү бар, мисалы 72 В литий-иондук батарея, 12 вольт 20 А·ч литий батарея, 20 А·ч литий батарея. Оксиддөө-кайтаруу реакциялары оптималдуу температурада жана шарттарда жүрүшү керек; болбосо, олуттуу структуралык өзгөрүүлөр батареянын сыйымдуулугун кескин төмөндөтүп, циклдоо жөндөмдүүлүгүн (батареянын сыйымдуулугу азайганга чейин канча жолу заряддап-разряддап коюуга болорун көрсөткөн көрсөткүч) төмөндөтүшү мүмкүн, бул клетканын ички басымын жогорулатып, планшеттер жана смартфондор сыяктуу мобилдик түзмөктөр үчүн коопсуздук коркунучтарына алып келиши ыктымал.
