јонска литијумска батерија

јонска литијумска батерија постала је незаобилазна компонента у широком спектру уређаја и возила, од лаптопова и мобилних телефона до хибридних и електричних аутомобила. Њихове предности обухватају високу енергетску густину, могућност поновног пуњења и малу тежину (до 70% лакше од оловних киселих батерија); повећана безбедност без стварања токсичних нуспроизвода као што то чине оловно-киселинске батерије; даље, оне не стварају токсичне нуспроизводе као што то чине оловно-киселинске батерије; стога њихови произвођачи неуморно раде на развоју бољих катодних/анодних материјала, чврстих електролита који обезбеђују батерије високог капацитета за безбедну употребу унутар батерија – само да би одржали ове предности!

Недавне иновације обухватају јонску литијумску батерију која користи поли(јонску течност) као електролит уместо испарљивих органских растварача као што је кобалт у тренутним литијум-јонским батеријама. Ова револуционарна достигнућа обећавају већу енергетску густину по нижим трошковима уз смањену зависност од скупих и проблематичних метала као што је кобалт који се данас налази у литијум-јонским батеријама.

јонске литијумске батерије се састоје од аноде, катоде, сепаратора и електролита; анода складишти литијумске јоне, док катода служи као простор за складиштење електрона; сепаратор блокира проток електрона унутар батерије. На крају, електролит преноси позитивно наелектрисане литијум-јоне између аноде и катоде током pražњења и назад до аноде током пуњења кроз процесе уградње/изградње који се одвијају истовремено – овај процес је у стручном смислу познат као уградња/изградња.

Анода, обично направљена од графитног материјала, комбинује се са катодом од негорљивих металних сулфида или нитрида ради складиштења литијумских јона интеркалацијом, при чему се они физички уграђују између 2D слојева угљеника који чине масив графита, у сврху складиштења. Испуштање ћелије подразумева аноду која пролази кроз полуреакцију оксидације при чему се ослобађају позитивни литијум-јони, док се истовремено кроз спољни кола стварају негативно наелектрисани електрони; током испуштања анода пролази кроз полуреакцију оксидације која производи позитивне литијум-јоне, док се негативно наелектрисани електрони превозе кроз спољни круг до катоде где се одвија полуреакција редукције и кроз спољни круг тече електрична струја.

Постоји много врста, као што су 72V литијум-јонска батерија, 12V 20Ah литијумска батерија, 20Ah литијумска батерија.  Реакције оксидације-редукције морају да се одвијају на оптималној температури и у оптималним условима; у супротном, значајне структурне промене могу значајно смањити капацитет батерије и смањити њену цикличност (меру колико пута батерија може да издржи пуњење и pražњење пре него што њен капацитет почне да опада), потенцијално повећавајући унутрашњи притисак ћелије и представљајући безбедносну претњу мобилним уређајима као што су таблети и паметни телефони.