Kakšen je princip delovanja litijeve baterije?

Veliko strank ne razume načela delovanjalitijeve baterije. Ta članek združuje značilnosti elektronike in litijevih ionov, da bi govoril o tem povezanem znanju.

Kakšen je princip delovanja litijeve baterije?

Načelo delovanjalitijeve baterijeje razvit z uporabo lastnosti "litijevi ioni lahko prenašajo elektrone". Litijeve baterije so na splošno izdelane iz "litijevih spojin" in "ogljikovih materialov", litijeve ione pa je mogoče interkalirati ali deinterkalirati v teh dveh materialih. Med procesom tega pojava se bodo z litijevimi ioni selili tudi elektroni. Ta proces lahko razumemo kot proces polnjenja in praznjenja baterije. Notranja struktura, material in uporabljena tehnologija so drugačni, kar bo določilo celotno zmogljivost baterije, zlasti litijeve baterije.

Postopek polnjenja in praznjenja

Kot vsi vemo, se baterije delijo na pozitivne in negativne elektrode. Pozitivna elektroda je na splošno izdelana iz "litijeve spojine" materiala, medtem ko je negativna elektroda izdelana iz "ogljikovega materiala". Območja, kjer se nahajata pozitivna in negativna elektroda, niso povezana. Na sredini bosta separator in elektrolit. Na podlagi razlike v znamki baterije, strukturi in tehnologiji uporabe se bodo celotna struktura, prostornina in notranja porazdelitev baterije nekoliko spremenile. Litijevi ioni na splošno nastajajo v območju pozitivne elektrode in nato prenašajo elektrone skozi elektrolit v območje negativne elektrode, kjer pride do interkalacije. Ta pojav je reverzibilen, kar je tako imenovani proces polnjenja in praznjenja, kar pomeni, da se lahko litijevi ioni v območju negativne elektrode vrnejo tudi v področje pozitivne elektrode, kar imenujemo deinterkalacija.

Običajno ljudje imenujejo litijeve ione, ki prenašajo elektrone v območje negativne elektrode, kot naelektrenje in obratno od negativne elektrode do pozitivne elektrode, kar imenujemo praznjenje, vendar obstaja še ena točka, ki je ni mogoče prezreti, to je, da mora obstajati "obremenitev" v celotnem krogotoku, ki je tako imenovana naprava za porabo energije.

Struktura litijeve baterije

Če natančno pogledate strukturo litijeve baterije, je ta bolj zapletena, če pa pogledate veliko strukturo, jo lahko razdelimo na tri dele, običajno razdeljene na območje pozitivne elektrode, ki je tudi območje, kjer litijevi ioni nastajajo in odhajajo, območje negativne elektrode pa je tudi območje, kjer se litijevi ioni interkalirajo ali deinterkalirajo.
Vendar je treba upoštevati, da se litijevi ioni lahko interkalirajo ali deinterkalirajo na pozitivni elektrodi, vendar pozitivna elektroda in negativna elektroda ne komunicirata med seboj (obstaja več kanalov, skozi katere lahko prehajajo litijevi ioni), in obstaja diafragme, ki je elektrolit (da ne bi bilo res, zaradi razumevanja), se lahko samo litijevi ioni, ki prenašajo elektrone, premikajo v elektrolitu in prenašajo elektrone naprej in nazaj.

Pojav izbočenja baterije, ki se pojavlja v vsakdanjem življenju, je prav tako povezan s prenosom litijevih ionov. Če litijevi ioni prenesejo veliko število elektronov v območje negativne elektrode, če teh nabitih litijevih ionov ni mogoče shraniti, bo prišlo do prenapolnjenosti in izbočenja. V nasprotnem primeru bo prišlo do prekomernega praznjenja. Čeprav je smer pozitivna in negativna, je princip enak.

Zaključek:Načelolitijeve baterijeje enak kot pri svinčenih in nikljevih baterijah, vendar je po letih raziskav ugotovljeno, da so litijevi ioni primernejši kot medij za prenos elektronov kot materiali pozitivnih in negativnih elektrod v drugih baterijah.