A Li-ion akkumulátorok szinte mindenhol megtalálhatók. A mobiltelefonoktól és laptopoktól kezdve a hibrid és elektromos járművekig használják őket. A lítium-ion akkumulátorok a nagyméretű alkalmazásokban is egyre népszerűbbek, mint például a szünetmentes tápegységek (UPS) és a helyhez kötött akkumulátor-energiatároló rendszerek (BESS).
Az akkumulátor olyan eszköz, amely egy vagy több elektrokémiai cellából áll, külső csatlakozásokkal az elektromos eszközök táplálására. Amikor egy akkumulátor áramot szolgáltat, pozitív pólusa a katód, negatív pólusa pedig az anód. A negatív jelzésű kivezetés az elektronok forrása, amelyek egy külső elektromos áramkörön keresztül a pozitív kivezetésre áramlanak.
Amikor egy akkumulátort külső elektromos terhelésre csatlakoztatunk, a redox (redukciós-oxidációs) reakció a nagy energiájú reagenseket alacsonyabb energiájú termékekké alakítja, és a szabadenergia-különbség elektromos energiaként a külső áramkörbe kerül. Történelmileg az „akkumulátor” kifejezés kifejezetten több cellából álló eszközre utalt; a használat azonban az egyetlen cellából álló eszközökre is kiterjedt.
Hogyan működik a lítium-ion akkumulátor?
A legtöbb lítium-ion akkumulátor hasonló kialakítású: fém-oxid pozitív elektródából (katódból), amely egy alumínium áramkollektorra van bevonva, egy negatív elektródából (anódból), amely szénből/grafitból készült, és egy réz áramkollektoron van bevonva, egy szeparátorból és egy elektrolitból lítium só szerves oldószerben.
Amíg az akkumulátor lemerül és elektromos áramot ad, az elektrolit pozitív töltésű lítium-ionokat szállít az anódról a katódra, és fordítva a szeparátoron keresztül. A lítium ionok mozgása szabad elektronokat hoz létre az anódban, ami töltést hoz létre a pozitív áramkollektoron. Az elektromos áram ezután az áramkollektorból egy táplált eszközön (mobiltelefonon, számítógépen stb.) keresztül a negatív áramkollektorba folyik. A szeparátor blokkolja az elektronok áramlását az akkumulátor belsejében.
Töltés közben egy külső elektromos áramforrás (a töltőáramkör) túlfeszültséget (az akkumulátor által termeltnél magasabb, azonos polaritású feszültséget) alkalmaz, ami arra készteti a töltőáramot, hogy az akkumulátoron belül folyjon a pozitív elektródától a negatív elektródáig, azaz normál körülmények között a kisülési áram ellentétes irányban. A lítium-ionok ezután a pozitív elektródáról a negatív elektródára vándorolnak, ahol beágyazódnak a porózus elektród anyagába az interkalációnak nevezett folyamat során.
Feladás időpontja: 2022. június 26