Как работают литий-ионные батареи?
Впервые изобретенные более 30 лет назад, литий-ионные или литий-ионные батареи стали повсеместной частью нашей повседневной жизни, от крошечных версий в сотовых телефонах до десятикратных стеков, используемых для питания электромобилей. Они являются предметом интенсивных исследований во всем мире в качестве решения насущной проблемы хранения электроэнергии.
Как работают батареи
Батареи — это устройства, которые преобразуют химическую энергию в электрическую. Аккумуляторы, также известные как аккумуляторы, могут принимать и хранить электрическую энергию и отдавать ее при необходимости. Это означает, что их можно разряжать и снова заряжать в обратимом процессе. Одноразовые электрические батареи подают электричество во внешнюю цепь до тех пор, пока они не разрядятся, узнать больше про батареи можете на сайте https://e-ab.ru/kak-litij-ionnye-batarei-pomogayut-optimizirovat-rabotu-proizvodstvennyh-predpriyatij/.
Литий-ионные батареи могут хранить в три-четыре раза больше энергии на единицу массы, чем батареи, использующие другие технологии.
Аккумуляторы содержат два электрода, погруженных в электролит (проводящую жидкость или твердое вещество) и соединенных снаружи электролита токопроводящей проволокой. При разрядке отрицательный электрод (анод) высвобождает электроны, которые движутся по проводу и поглощаются положительным электродом (катодом). Это движение электронов создает электрический ток, который затем может быть преобразован для питания двигателя или электронного устройства. Чтобы сбалансировать электронный обмен, положительные ионы проходят через электролит между двумя электродами. Когда батарея снова заряжается от внешнего источника электроэнергии, этот процесс меняется на обратный.
Различные типы аккумуляторов
В перезаряжаемых батареях используются комбинации материалов, которые могут легко и долго обмениваться электронами и положительными ионами. В автомобилях с двигателем внутреннего сгорания чаще всего используются свинцово-кислотные батареи, которые содержат отрицательный электрод из свинца, положительный электрод из оксида свинца и электролит, состоящий из серной кислоты и воды. Другие материалы, используемые в батареях, включают никель, кадмий, натрий и серу 1 .
Ученые особенно заинтересовались литием для аккумуляторов, так как это очень легкий металл (третий элемент в периодической таблице после водорода и гелия). Атомы лития могут легко освободить один из своих трех электронов, создавая положительно заряженные ионы Li+. Первоначально производители использовали металлический литий для отрицательного электрода, испускающего электроны. Однако они заметили, что многократное использование и циклы перезарядки изменили металл. Чтобы избежать этого, катоды теперь часто изготавливают из оксида кобальта и небольшого количества лития с графитовым анодом. Электролит состоит из солей лития в растворителе, что означает, что он содержит большое количество ионов лития. Отсюда и пошло название «литий-ионный аккумулятор».