Li-ion-batterier er nesten overalt.De brukes i applikasjoner fra mobiltelefoner og bærbare datamaskiner til hybrid- og elektriske kjøretøy.Litium-ion-batterier er også stadig mer populære i store applikasjoner som Uninterruptible Power Supplies (UPS) og stasjonære Battery Energy Storage Systems (BESS).
Et batteri er en enhet som består av en eller flere elektrokjemiske celler med eksterne tilkoblinger for å drive elektriske enheter.Når et batteri leverer elektrisk strøm, er dens positive terminal katoden, og dens negative terminal er anoden.Terminalen merket negativ er kilden til elektroner som vil strømme gjennom en ekstern elektrisk krets til den positive terminalen.
Når et batteri er koblet til en ekstern elektrisk belastning, konverterer en redoks (reduksjon-oksidasjon) reaksjon høyenergireaktanter til lavenergiprodukter, og den frie energiforskjellen leveres til den eksterne kretsen som elektrisk energi.Historisk referert begrepet "batteri" spesifikt til en enhet som består av flere celler;Imidlertid har bruken utviklet seg til å inkludere enheter som består av en enkelt celle.
Hvordan fungerer et litium-ion-batteri?
De fleste Li-ion-batterier deler en lignende design som består av en metalloksid positiv elektrode (katode) belagt på en aluminiumstrømsamler, en negativ elektrode (anode) laget av karbon/grafitt belagt på en kobberstrømsamler, en separator og elektrolytt laget av litiumsalt i et organisk løsningsmiddel.
Mens batteriet utlades og gir en elektrisk strøm, fører elektrolytten positivt ladede litiumioner fra anoden til katoden og omvendt gjennom separatoren.Bevegelsen av litiumionene skaper frie elektroner i anoden som skaper en ladning ved den positive strømkollektoren.Den elektriske strømmen flyter deretter fra strømsamleren gjennom en enhet som får strøm (mobiltelefon, datamaskin, etc.) til den negative strømsamleren.Separatoren blokkerer strømmen av elektroner inne i batteriet.
Under lading påfører en ekstern elektrisk strømkilde (ladekretsen) en overspenning (en høyere spenning enn batteriet produserer, med samme polaritet), og tvinger en ladestrøm til å flyte i batteriet fra den positive til den negative elektroden, dvs. i motsatt retning av en utladningsstrøm under normale forhold.Litiumionene migrerer deretter fra den positive til den negative elektroden, hvor de blir innebygd i det porøse elektrodematerialet i en prosess kjent som interkalering.
Innleggstid: 26. juni 2022