اصل کار باتری لیتیومی چیست؟

بسیاری از مشتریان اصل کار را درک نمی کنندباتری های لیتیومی. این مقاله ویژگی های الکترونیک و یون های لیتیوم را ترکیب می کند تا در مورد دانش مرتبط با آن صحبت کند.

اصل کار باتری لیتیومی چیست؟

اصل کار ازباتری های لیتیومیبا استفاده از ویژگی های "یون های لیتیوم می توانند الکترون ها را حمل کنند" توسعه یافته است. باتری‌های لیتیومی عموماً از «ترکیبات لیتیوم» و «مواد کربن» ساخته می‌شوند و یون‌های لیتیوم را می‌توان در این دو ماده درون‌آمیزی یا از هم جدا کرد. در طی فرآیند این پدیده، الکترون ها با یون های لیتیوم نیز مهاجرت خواهند کرد. این فرآیند را می توان به عنوان فرآیند شارژ و دشارژ باتری درک کرد. ساختار داخلی، مواد و تکنولوژی کاربردی متفاوت است و این کارکرد کلی باتری به خصوص باتری لیتیومی را تعیین می کند.

فرآیند شارژ و تخلیه

همانطور که می دانیم باتری ها به دو دسته مثبت و منفی تقسیم می شوند. الکترود مثبت به طور کلی از ماده "ترکیب لیتیوم" ساخته شده است، در حالی که الکترود منفی از "مواد کربن" ساخته شده است. مناطقی که الکترود مثبت و الکترود منفی در آن قرار دارند به هم متصل نیستند. یک جداکننده و الکترولیت در وسط وجود خواهد داشت. بر اساس تفاوت در برند باتری، ساختار و فناوری کاربردی، ساختار کلی، حجم و توزیع داخلی باتری کمی تغییر خواهد کرد. یون‌های لیتیوم عموماً در ناحیه الکترود مثبت تولید می‌شوند و سپس الکترون‌ها را از طریق الکترولیت به ناحیه الکترود منفی منتقل می‌کنند و درون‌گیری اتفاق می‌افتد. این پدیده برگشت پذیر است که اصطلاحاً فرآیند شارژ و تخلیه است، به این معنی که یون های لیتیوم در ناحیه الکترود منفی نیز می توانند به ناحیه الکترود مثبت برگردند که به آن deintercalation می گویند.

معمولاً افراد یون های لیتیوم حامل الکترون ها را به ناحیه الکترود منفی شارژ می نامند و بالعکس از الکترود منفی به الکترود مثبت که به آن تخلیه می گویند، اما نکته دیگری وجود دارد که نمی توان از آن چشم پوشی کرد، یعنی باید وجود داشته باشد. "بار" در کل مدار چرخه، که به اصطلاح دستگاه مصرف برق است.

ساختار باتری لیتیومی

اگر به ساختار یک باتری لیتیومی دقت کنید، پیچیده تر است، اما اگر به ساختار بزرگ نگاه کنید، می توان آن را به سه قسمت تقسیم کرد که معمولاً به ناحیه الکترود مثبت تقسیم می شود، که همچنین ناحیه ای است که یون های لیتیوم در آن قرار دارد. تولید و خارج می‌شوند و ناحیه الکترود منفی نیز ناحیه‌ای است که یون‌های لیتیوم در آن درون‌ماده یا خارج می‌شوند.
با این حال، باید توجه داشت که یون های لیتیوم را می توان در الکترود مثبت بینابینی یا خارج کرد، اما الکترود مثبت و الکترود منفی با یکدیگر ارتباط برقرار نمی کنند (کانال های متعددی وجود دارد که یون های لیتیوم می توانند از آن عبور کنند) و وجود دارد دیافراگم، که الکترولیت است (برای درک درست نیست)، فقط یون های لیتیوم حامل الکترون ها می توانند در الکترولیت جابه جا شوند و الکترون ها را به عقب و جلو منتقل کنند.

پدیده برآمدگی باتری که در زندگی روزمره رخ می دهد نیز مربوط به شاتل یون های لیتیوم است. اگر یون های لیتیوم تعداد زیادی الکترون را به ناحیه الکترود منفی حمل کنند، اگر این یون های لیتیوم باردار نتوانند ذخیره شوند، شارژ بیش از حد و برآمدگی رخ می دهد. در غیر این صورت تخلیه بیش از حد خواهد بود. گرچه جهت مثبت و منفی است، اما اصل یکسان است.

نتیجه:اصل ازباتری های لیتیومیمانند باتری های سرب اسید و نیکل است، اما پس از سال ها تحقیق، مشخص شد که یون های لیتیوم به عنوان واسطه ای برای انتقال الکترون نسبت به مواد الکترود مثبت و منفی در سایر باتری ها مناسب تر هستند.