Який принцип роботи літієвої батареї?

Багато клієнтів не розуміють принципу роботилітієві батареї. Ця стаття об’єднує характеристики електроніки та іонів літію, щоб поговорити про пов’язані з ними знання.

Який принцип роботи літієвої батареї?

Принцип роботилітієві батареїрозроблено з використанням характеристик «іони літію можуть переносити електрони». Літієві батареї, як правило, виготовляються із «сполук літію» та «вуглецевих матеріалів», і іони літію можуть бути інтеркальовані або деінтеркаловані в цих двох матеріалах. У процесі цього явища електрони також мігруватимуть разом з іонами літію. Під цим процесом можна розуміти процес зарядки та розрядки акумулятора. Внутрішня структура, матеріал і застосована технологія відрізняються, і це визначатиме загальну продуктивність батареї, особливо літієвої батареї.

Процес заряджання та розряджання

Як ми всі знаємо, батареї діляться на позитивні та негативні електроди. Позитивний електрод, як правило, виготовлений із матеріалу «з’єднання літію», а негативний — із «вуглецевого матеріалу». Місця розташування позитивного та негативного електродів не з’єднані. Посередині буде сепаратор і електроліт. Виходячи з різниці в марці батареї, структурі та технології застосування, загальна структура, об’єм і внутрішній розподіл батареї дещо зміняться. Іони літію зазвичай утворюються в області позитивного електрода, а потім переносять електрони через електроліт до області негативного електрода, і відбувається інтеркаляція. Це явище є оборотним, що є так званим процесом заряджання та розряджання, що означає, що іони літію в області негативного електрода також можуть повертатися в область позитивного електрода, що називається деінтеркаляцією.

Зазвичай іони літію, які переносять електрони в область негативного електрода, називають заряджанням, і навпаки від негативного електрода до позитивного електрода, що називається розрядом, але є ще один момент, який не можна ігнорувати, тобто має бути «навантаження» в ланцюзі всього циклу, що є так званим енергоспоживанням пристрою.

Структура літієвої батареї

Якщо ви уважно подивитеся на структуру літієвої батареї, вона складніша, але якщо ви подивитеся на велику структуру, її можна розділити на три частини, зазвичай розділені на область позитивного електрода, яка також є областю, де іони літію генеруються та відходять, а область негативного електрода також є областю, де інтеркалюються або деінтеркалюються іони літію.
Однак слід зазначити, що іони літію можуть бути інтеркальовані або деінтеркаловані на позитивному електроді, але позитивний електрод і негативний електрод не взаємодіють один з одним (є кілька каналів, через які можуть проходити іони літію), і існує діафрагми, яка є електролітом (це неправда, для розуміння), лише іони літію, що несуть електрони, можуть пересуватися в електроліті та транспортувати електрони вперед і назад.

Явище роздуття батареї, яке трапляється в повсякденному житті, також пов’язане з переміщенням іонів літію. Якщо іони літію переносять велику кількість електронів до області негативного електрода, якщо ці заряджені іони літію не можуть зберігатися, відбудеться перезаряд і вибухання. В іншому випадку він буде перерозряджатися. Хоча напрямок буває позитивним і негативним, принцип той самий.

Висновок:Принциплітієві батареїтакий самий, як у свинцево-кислотних і нікелевих акумуляторів, але після багатьох років досліджень було виявлено, що іони літію є більш придатними як середовище для перенесення електронів, ніж матеріали позитивних і негативних електродів в інших акумуляторах.