bateri jone litiumi
Bateria jonike e litiumit është bërë një komponent i domosdoshëm në një gamë të gjerë pajisjesh dhe automjetesh, nga laptopët dhe telefonat celularë deri te makinat hibride dhe elektrike. Avantazhet e tyre përfshijnë dendësinë e lartë të energjisë, rifreskueshmërinë dhe peshën e lehtë (deri në 70% më të lehta se bateritë me acid plumbi); siguri të shtuar pa prodhuar nënprodukte toksike siç bëjnë bateritë me acid plumbi; për më tepër, ato nuk prodhojnë nënprodukte toksike siç bëjnë bateritë me acid plumbi; kështu, prodhuesit e tyre punojnë pa u lodhur për të zhvilluar materiale më të mira katodë/anodë, elektrolitë të ngurtë që sigurojnë bateri me kapacitet të lartë për përdorim të sigurt brenda baterive – vetëm për të ruajtur këto avantazhe!
Inovacionet e fundit përfshijnë një bateri litiumi jonike që përdor pol(likuid joni) si elektrolit, në vend të përdorimit të tretësve organikë të avullueshëm si kobalt në bateritë aktuale litium-jon. Ky zhvillim revolucionar premton dendësi më të larta energjie me kosto më të ulëta dhe me varësi të reduktuar nga metalet e shtrenjta dhe problematike si kobalt, të cilat gjenden në bateritë litium-jon të sotme.
Bateritë jone të litiumit përbëhen nga një anodë, një katodë, një ndarës dhe një elektrolit; anoda ruan jonet e litiumit, ndërsa katoda vepron si hapësirë ruajtjeje për elektronet; ndërsa ndarësi bllokon rrjedhën e elektroneve brenda baterisë. Së fundi, një elektrolit transporton jone litiumi me ngarkesë pozitive midis anodës dhe katodës gjatë shkarkimit dhe përsëri në anode gjatë karikimit përmes proceseve të ndërfutjes/de-ndërfutjes që ndodhin njëkohësisht – ky proces njihet teknikisht si ndërfutje/de-ndërfutje.
Një anodë, zakonisht e përbërë nga materiali grafit, kombinohet me një katodë të bërë nga sulfidet ose nitridet metalike jo të ndezshme për të ruajtur jonet e litiumit përmes interkalimit, ku ato vendosen fizikisht midis shtresave 2D të karbonit që përbëjnë grafitin masiv, për qëllime magazinimi. Shkarkimi i qelizës përfshin një anodë që kalon një gjysmë-reaksion oksidimi, duke liruar jone pozitive litiumi dhe duke krijuar njëkohësisht elektrone me ngarkesë negative përmes një qarku të jashtëm; gjatë shkarkimit, anodë kalon një gjysmë-reaksion oksidimi që prodhon jone pozitive litiumi, ndërsa elektronet me ngarkesë negative transportohen përmes qarkut të jashtëm drejt katodës, ku ndodh gjysmë-reaksioni i reduktimit dhe rrjedh rryma elektrike përmes qarkut të jashtëm.
Ka shumë lloje, si p.sh. bateri litium-jon 72V, bateri litiumi 12 volt 20Ah, bateri litiumi 20Ah. Reaksionet oksidim-reduktim duhet të zhvillohen në temperaturë dhe kushte optimale; përndryshe, ndryshime të konsiderueshme strukturore mund të ulin ndjeshëm kapacitetin e baterisë dhe të ulin ciklikshmërinë e saj (matjen e numrit të cikleve të karikimit dhe shkarkimit që një bateri mund të përballojë para se kapaciteti i saj të fillojë të ulet), duke rritur potencialisht presionin e brendshëm të qelizës dhe duke paraqitur kërcënime për sigurinë e pajisjeve mobile si tabletët dhe smartfonët.
