Li-ion-akkuja on melkein kaikkialla.Niitä käytetään sovelluksissa matkapuhelimista ja kannettavista tietokoneista hybridi- ja sähköajoneuvoihin.Litiumioniakut ovat myös yhä suositumpia suurissa sovelluksissa, kuten keskeytymättömät virtalähteet (UPS) ja kiinteät akkuenergian varastointijärjestelmät (BESS).
Akku on laite, joka koostuu yhdestä tai useammasta sähkökemiallisesta kennosta, joissa on ulkoiset liitännät sähkölaitteiden virransyöttöä varten.Kun akku syöttää sähköä, sen positiivinen napa on katodi ja negatiivinen napa anodi.Negatiiviseksi merkitty napa on elektronien lähde, jotka virtaavat ulkoisen sähköpiirin kautta positiiviseen napaan.
Kun akku kytketään ulkoiseen sähkökuormaan, redox-reaktio (pelkistys-hapetus) muuntaa korkeaenergiset lähtöaineet alhaisemman energian tuotteiksi ja vapaan energian ero toimitetaan ulkoiseen piiriin sähköenergiana.Historiallisesti termillä "akku" viitattiin erityisesti laitteeseen, joka koostuu useista kennoista;käyttö on kuitenkin kehittynyt sisältämään yhdestä solusta koostuvat laitteet.
Miten litiumioniakku toimii?
Useimmilla litiumioniakuilla on samanlainen rakenne, joka koostuu positiivisesta metallioksidielektrodista (katodista), joka on päällystetty alumiinivirtakeräimellä, negatiivisesta elektrodista (anodista), joka on valmistettu hiilestä/grafiitista, joka on päällystetty kuparivirran kerääjällä, erottimesta ja elektrolyytistä, joka on valmistettu litiumsuolaa orgaanisessa liuottimessa.
Kun akku purkautuu ja tuottaa sähkövirtaa, elektrolyytti kuljettaa positiivisesti varautuneita litiumioneja anodista katodille ja päinvastoin erottimen kautta.Litiumionien liike synnyttää vapaita elektroneja anodiin, mikä synnyttää varauksen positiiviseen virrankerääjään.Sähkövirta kulkee sitten virrankeräimestä virtaa saavan laitteen (matkapuhelin, tietokone jne.) kautta negatiiviseen virrankeräimeen.Erotin estää elektronien virtauksen akun sisällä.
Latauksen aikana ulkoinen virtalähde (latauspiiri) syöttää ylijännitteen (suurempi jännite kuin akku tuottaa, samalla napaisuudella), joka pakottaa latausvirran kulkemaan akussa positiivisesta elektrodista negatiiviseen elektrodiin, eli päinvastaiseen purkausvirran suuntaan normaaleissa olosuhteissa.Litiumionit siirtyvät sitten positiivisesta elektrodista negatiiviseen elektrodiin, jossa ne upotetaan huokoiseen elektrodimateriaaliin prosessissa, joka tunnetaan nimellä interkalaatio.
Postitusaika: 26.6.2022