Литий-ионные аккумуляторы есть практически везде.Они используются в приложениях от мобильных телефонов и ноутбуков до гибридных и электрических транспортных средств.Литий-ионные аккумуляторы также становятся все более популярными в крупномасштабных приложениях, таких как источники бесперебойного питания (ИБП) и стационарные аккумуляторные системы накопления энергии (БЭСС).
Батарея — это устройство, состоящее из одного или нескольких гальванических элементов с внешними соединениями для питания электрических устройств.Когда батарея подает электроэнергию, ее положительный вывод является катодом, а отрицательный вывод — анодом.Терминал, помеченный как отрицательный, является источником электронов, которые будут течь через внешнюю электрическую цепь к положительному терминалу.
Когда батарея подключена к внешней электрической нагрузке, окислительно-восстановительная реакция (восстановление-окисление) превращает высокоэнергетические реагенты в продукты с более низкой энергией, а разница свободной энергии передается во внешнюю цепь в виде электрической энергии.Исторически термин «батарея» конкретно относился к устройству, состоящему из нескольких элементов;однако использование расширилось и теперь включает устройства, состоящие из одной ячейки.
Как работает литий-ионный аккумулятор?
Большинство литий-ионных аккумуляторов имеют схожую конструкцию, состоящую из положительного электрода (катода) из оксида металла, нанесенного на алюминиевый токосъемник, отрицательного электрода (анода), изготовленного из углерода/графита, нанесенного на медный токосъемник, сепаратора и электролита, изготовленного из соли лития в органическом растворителе.
Пока батарея разряжается и вырабатывает электрический ток, электролит переносит положительно заряженные ионы лития от анода к катоду и наоборот через сепаратор.Движение ионов лития создает свободные электроны в аноде, которые создают заряд на коллекторе положительного тока.Затем электрический ток течет от токоприемника через питаемое устройство (сотовый телефон, компьютер и т. д.) к отрицательному токоприемнику.Сепаратор блокирует поток электронов внутри аккумулятора.
Во время зарядки внешний источник электроэнергии (цепь зарядки) подает перенапряжение (более высокое напряжение, чем производит батарея, той же полярности), заставляя зарядный ток течь внутри батареи от положительного электрода к отрицательному, т.е. в обратном направлении тока разряда при нормальных условиях.Затем ионы лития мигрируют от положительного к отрицательному электроду, где они внедряются в пористый материал электрода в процессе, известном как интеркаляция.
Время публикации: 26 июня 2022 г.