jonu litija akumulators
jonu litija akumulators ir kļuvis par neaizstājamu sastāvdaļu visdažādākajās ierīcēs un transportlīdzekļos, sākot ar klēpjdatoriem un mobilajiem tālruņiem un beidzot ar hibrīda un elektromobiļiem. To priekšrocību klāsts ietver augstu enerģijas blīvumu, uzlādējamību un mazu svaru (līdz pat 70% vieglāki par svina skābes akumulatoriem); lielāku drošību, neradot toksiskus blakusproduktus kā svina skābes akumulatori; turklāt tie nerada toksiskus blakusproduktus kā svina skābes akumulatori; tāpēc to ražotāji nenogurstoši strādā, lai izstrādātu labākus katoda/anoda materiālus, cietos elektrolītus, kas nodrošina augstas ietilpības akumulatorus drošai izmantošanai baterijās - tikai lai saglabātu šīs priekšrocības!
Nesenie jauninājumi ietver jonu litija akumulatoru, kurā kā elektrolīts tiek izmantots poli(jonu šķidrums), nevis gaistoši organiskie šķīdinātāji, piemēram, kobalts pašreizējos LIB kā elektrolīta materiāls. Šis revolucionārais jaunievedums sola lielāku enerģijas blīvumu ar zemākām izmaksām, samazinot atkarību no dārgiem un problemātiskiem metāliem, piemēram, kobalta, kas atrodams mūsdienu LIB.
Jonu litija baterijas sastāv no anoda, katoda, separatora un elektrolīta; anods glabā litija jonus, bet katods darbojas kā elektronu krātuve; savukārt separators bloķē elektronu plūsmu baterijā. Visbeidzot, elektrolīts izlādes laikā pozitīvi uzlādētus litija jonus transportē starp anodu un katodu, bet uzlādes laikā - atpakaļ uz anodu, izmantojot interkalācijas/deinterkalācijas procesus, kas notiek vienlaicīgi - šo procesu tehniski sauc par interkalāciju/deinterkalāciju.
Anodu, kas parasti sastāv no grafīta materiāla, apvieno ar katodu, kas izgatavots no nedegošiem metālu sulfīdiem vai nitrīdiem, lai glabātu litija jonus, izmantojot interkalaciju, kad tie tiek fiziski iestrādāti starp 2D oglekļa slāņiem, kas veido grafīta masīvu, glabāšanas nolūkā. Izlādes laikā anodā notiek oksidēšanās pusreakcija, kuras rezultātā izdalās pozitīvi litija joni, vienlaikus caur ārējo ķēdi radot negatīvi uzlādētus elektronus; izlādes laikā anodā notiek oksidēšanās pusreakcija, kuras rezultātā rodas pozitīvi litija joni, bet negatīvi uzlādēti elektroni caur ārējo ķēdi tiek pārnesti uz katodu, kur notiek reducēšanās pusreakcija un caur ārējo ķēdi plūst elektriskā strāva.
Ir daudz veidu, piemēram, 72 V litija jonu akumulators, 12 V 20ah litija akumulators, 20ah litija akumulators. Oksidācijas-redukcijas reakcijām jānotiek optimālā temperatūrā un apstākļos; pretējā gadījumā ievērojamas strukturālās izmaiņas var ievērojami samazināt akumulatora ietilpību un pazemināt tā cikliskumu (rādītājs, kas nosaka, cik daudz uzlādes un izlādes akumulators var izturēt, pirms tā ietilpība sāk samazināties), potenciāli palielinot šūnas iekšējo spiedienu, kas apdraud mobilo ierīču, piemēram, planšetdatoru un viedtālruņu, drošību.
