Che cosa è agli ioni di litio e come funziona?

Agli ioni di litio sono batterie ricaricabili che vengono utilizzati in molti dispositivi elettronici quali telefoni cellulari, lettori MP3, computer portatili, ecc, a causa della sua natura leggerezza. Le batterie al litio ad alta densità di energia rispetto a molte altre batterie. Alta densità di energia in batteria al litio significa che, la quantità di energia accumulata nella batteria per unità di volume è alto. L'energia immagazzinata nella batteria al litio è un tipo elettrochimico di energia. Questo tipo è un'energia elettrica, che è derivata da sostanze chimiche attraverso reazioni chimiche. La perdita di energia avviene lentamente agli ioni di litio rispetto alle altre batterie presenti sul mercato.

Funzionamento di una cella elettrochimica

Il funzionamento di base di una cella elettrochimica consiste di due elementi importanti, elettrodi ed elettroliti. Anodo e catodo sono i due elettrodi che conducono energia elettrica (ioni). Anodo è collegato al terminale negativo della batteria mentre il catodo è collegato al terminale positivo della batteria. Gli elettrodi sono immersi nell'elettrolita, che agisce come un mezzo liquido per il movimento di ioni. L'elettrolita agisce come tampone e aiuta nelle reazioni elettrochimiche della batteria. Il movimento di elettroni nella elettrolita e tra gli elettrodi, provoca corrente elettrica.

Di lavoro di agli ioni di litio

L'anodo e catodo della batteria al litio sono costituiti da carbonio e ossido di litio, rispettivamente. L'elettrolita è costituito da sali di litio, che vengono disciolti in solventi organici. Il materiale è in gran parte anodo di grafite e materiale catodico potrebbe essere uno di questi: ossido di litio cobalto (LiCoO2), al litio ferro fosfato (LiFePO4), o al litio manganese (LiMn2O4). Gli elettroliti comuni utilizzati nella batteria al litio sono i sali di litio come esafluorofosfato di litio (LiPF6), litio tetrafluoroborato (LiBF4), perclorato di litio (LiClO4), ecc, che vengono disciolti in solventi organici quali etilene carbonato, dimetil carbonato , e dietil carbonato. L'elettrolita usato nelle batterie al litio è una soluzione non acquosa perché, in soluzione acquosa (H2O), litio (altamente reattivo metallo alcalino) reagisce violentemente con l'acqua per formare idrossido di litio e gas idrogeno, che non è affatto desiderata nella lavorazione di litio agli ioni di litio.

Durante la carica, gli ioni di litio dal catodo sposta verso l'anodo e stabilirsi nello strato anodico. Il flusso degli ioni di litio è attraverso l'elettrolita. Quando questo processo ha luogo, la batteria si carica e immagazzina l'energia elettrica in esso. Durante il processo di scarica, gli ioni di litio tornare al catodo dall'anodo. Quando la batteria viene alimentata, il movimento degli elettroni flussi opposta alla direzione degli ioni litio, nel circuito esterno. Grazie a questo movimento di elettroni, corrente elettrica viene prodotta. Fondamentalmente, differenza di potenziale e la resistenza viene creato tra gli elettrodi, che induce corrente elettrica. Quando la batteria viene alimentato da una sorgente esterna, movimento ionico avrà luogo. Questo è il principio di base dietro il funzionamento di litio-ioni di litio.

Ora diamo uno sguardo alle reazioni chimiche che avvengono agli elettrodi.

Al Anodo: xli + + + xe-6C → LixC6

Al catodo: LiCoO2 → Li1-xCoO2 xli + + + xe-

Nel complesso la reazione: Li + + + LiCoO2 → Li2O CoO

Componenti utilizzati nella agli ioni di litio

Ci sono vari circuiti che sono presenti all'interno della batteria litio-ioni. Essi sono:

* Controller IC (Integrated Circuit): Questo circuito controlla i livelli di tensione e corrente nella batteria.

* I sensori di controllo: Questi interruttori sono costituiti da transistori ad effetto di campo, che interrompere o interrompere il processo di carica e scarica, dopo aver ricevuto il segnale di comando destra dal controllore IC.

* Fusibile: Quando la temperatura del interruttore di comando supera un certo livello, il fusibile interrompe il flusso di corrente. Questo aiuta a salvare la batteria da sovracorrente.

* Termistore: Il flusso di corrente nella batteria è controllata dal termistore, come può variare la sua resistenza in funzione della corrente che lo attraversa.

* Coefficiente di temperatura positivo (PTC) interruttore: l'interruttore è utilizzato anche in alcune batterie al litio, invece di termistore, per prevenire il surriscaldamento del circuito.

La batteria capacità cioè, la quantità di carica che può memorizzare, dipende dalla superficie degli elettrodi utilizzati. Il numero di cicli di carica e scarica in batterie al litio sono più e inoltre, il tasso di carica è veloce rispetto ad altre batterie. Ma c'è un problema di esplosione agli ioni di litio a causa di surriscaldamento. Si consiglia di sostituire la batteria spesso, per evitare esplosioni.