Литий батареясының жұмыс принципі қандай?

Көптеген тұтынушылар жұмыс принципін түсінбейділитий батареялары. Бұл мақала электроника мен литий иондарының сипаттамаларын біріктіріп, онымен байланысты білім туралы айтады.

Литий батареясының жұмыс принципі қандай?

жұмыс принципілитий батареялары«литий иондары электрондарды тасымалдай алады» сипаттамаларын пайдалану арқылы әзірленген. Литий батареялары әдетте «литий қосылыстарынан» және «көміртекті материалдардан» жасалған және литий иондары осы екі материалда интеркалациялануы немесе деинтеркализациялануы мүмкін. Бұл құбылыс процесінде электрондар литий иондарымен бірге қоныс аударады. Бұл процесті батареяны зарядтау және зарядсыздандыру процесі деп түсінуге болады. Ішкі құрылымы, материалы және қолданылатын технологиясы әртүрлі және бұл батареяның, әсіресе литий батареясының жалпы өнімділігін анықтайды.

Зарядтау және разряд процесі

Бәрімізге белгілі, батареялар оң және теріс электродтарға бөлінеді. Оң электрод әдетте «литий қосылысы» материалынан жасалған, ал теріс электрод «көміртекті материалдан» жасалған. Оң электрод пен теріс электрод орналасқан аймақтар қосылмаған. Ортасында сепаратор мен электролит болады. Батарея маркасының, құрылымының және қолдану технологиясының айырмашылығына байланысты аккумулятордың жалпы құрылымы, көлемі және ішкі таралуы аздап өзгереді. Литий иондары әдетте оң электрод аймағында түзіледі, содан кейін электрондарды электролит арқылы теріс электрод аймағына тасымалдайды және интеркалация пайда болады. Бұл құбылыс қайтымды, ол зарядтау және разрядтау процесі деп аталады, яғни теріс электрод аймағындағы литий иондары да оң электрод аймағына оралуы мүмкін, ол деинтеркалация деп аталады.

Әдетте адамдар теріс электрод аймағына электрондарды тасымалдайтын литий иондарын зарядтау деп атайды және керісінше теріс электродтан оң электродқа дейін зарядтау деп атайды, бірақ елемеуге болмайтын тағы бір нүкте бар, яғни бұл жерде болуы керек. қуатты тұтыну құрылғысы деп аталатын бүкіл цикл тізбегіндегі «жүктеме».

Литий батареясының құрылымы

Егер сіз литий батареясының құрылымына мұқият қарасаңыз, ол күрделірек, бірақ үлкен құрылымды қарасаңыз, оны үш бөлікке бөлуге болады, әдетте оң электрод аймағына бөлінеді, бұл сонымен қатар литий иондары орналасқан аймақ. түзіледі және кетеді, ал теріс электрод аймағы сонымен қатар литий иондарының интеркалацияланатын немесе деинтеркалацияланатын аймағы болып табылады.
Дегенмен, литий иондары оң электродта интеркалациялануы немесе деинтеркалациялануы мүмкін екенін атап өткен жөн, бірақ оң электрод пен теріс электрод бір-бірімен байланыспайды (литий иондары өтетін бірнеше арналар бар) және электролит болып табылатын диафрагма (түсіну үшін бұл дұрыс емес), тек электрондарды тасымалдайтын литий иондары электролитке кіріп, электрондарды алға және артқа тасымалдай алады.

Күнделікті өмірде пайда болатын батареяның дөңес құбылысы литий иондарының шаттлына да қатысты. Егер литий иондары теріс электрод аймағына көп электрондарды тасымалдаса, бұл зарядталған литий иондарын сақтау мүмкін болмаса, шамадан тыс зарядтау және дөңес пайда болады. Әйтпесе, ол шамадан тыс зарядсызданады. Бағыты оң және теріс болғанымен, ұстанымы бір.

Қорытынды:принципілитий батареяларықорғасын-қышқылды және никельді аккумуляторлармен бірдей, бірақ көптеген жылдар бойы жүргізілген зерттеулерден кейін литий иондары басқа аккумуляторлардағы оң және теріс электродтық материалдарға қарағанда электронды тасымалдау ортасы ретінде қолайлырақ екені анықталды.