Li-ion-batterier finns nästan överallt.De används i applikationer från mobiltelefoner och bärbara datorer till hybrid- och elfordon.Litiumjonbatterier blir också alltmer populära i storskaliga applikationer som UPS (Uninterruptible Power Supplies) och stationära batterienergilagringssystem (BESS).
Ett batteri är en enhet som består av en eller flera elektrokemiska celler med externa anslutningar för att driva elektriska enheter.När ett batteri levererar elektrisk kraft är dess positiva pol katoden och dess negativa pol är anoden.Terminalen markerad negativ är källan till elektroner som kommer att strömma genom en extern elektrisk krets till den positiva terminalen.
När ett batteri är anslutet till en extern elektrisk belastning, omvandlar en redox (reduktion-oxidation) reaktion högenergireaktanter till lågenergiprodukter, och den fria energiskillnaden levereras till den externa kretsen som elektrisk energi.Historiskt hänvisade termen "batteri" specifikt till en anordning som består av flera celler;dock har användningen utvecklats till att omfatta enheter som består av en enda cell.
Hur fungerar ett litiumjonbatteri?
De flesta litiumjonbatterier delar en liknande design som består av en positiv metalloxidelektrod (katod) belagd på en strömavtagare av aluminium, en negativ elektrod (anod) gjord av kol/grafit belagd på en kopparströmavtagare, en separator och elektrolyt gjord av litiumsalt i ett organiskt lösningsmedel.
Medan batteriet laddas ur och tillhandahåller en elektrisk ström, bär elektrolyten positivt laddade litiumjoner från anoden till katoden och vice versa genom separatorn.Litiumjonernas rörelse skapar fria elektroner i anoden som skapar en laddning vid den positiva strömkollektorn.Den elektriska strömmen flyter sedan från strömavtagaren genom en enhet som strömförsörjs (mobiltelefon, dator, etc.) till den negativa strömavtagaren.Separatorn blockerar flödet av elektroner inuti batteriet.
Under laddning applicerar en extern elektrisk strömkälla (laddningskretsen) en överspänning (en högre spänning än batteriet producerar, med samma polaritet), vilket tvingar en laddningsström att flyta i batteriet från den positiva till den negativa elektroden, dvs i motsatt riktning av en urladdningsström under normala förhållanden.Litiumjonerna migrerar sedan från den positiva till den negativa elektroden, där de blir inbäddade i det porösa elektrodmaterialet i en process som kallas interkalering.
Posttid: 2022-jun-26