Kā darbojas litija jonu akumulatori
Nov 28, 2023
Kā piemēru ņemam LiCoO sistēmas litija jonu sekundāro akumulatoru, lai ilustrētu tā darbības principu. Parasti litija jonu sekundārās baterijas sastāv no pozitīva elektroda, elektrolīta, separatora un negatīvā elektroda. Uzlādes laikā litija joni pozitīvajā elektrodā tiek atbrīvoti no LiCoO slāņainās struktūras. Co elementa valence palielinās no +III līdz +IV. Pozitīvais elektroda materiāls tiek pakļauts oksidācijas reakcijai. Tajā pašā laikā litija joni migrē uz akumulatora negatīvo elektrodu caur elektrolītu. LiCx rodas, savienojoties ar oglekli oglekļa materiāla slāņveida struktūrā. Kad akumulators ir pievienots slodzei, reakcijas, kas notiek uz diviem elektrodiem, ir reversās reakcijas, kas notiek uzlādes laikā. Atdalītājs atrodas starp pozitīvās un negatīvās reakcijas elektrodu. Atdalītājs var pārraidīt jonus, bet neļauj elektroniem iziet cauri. Tajā pašā laikā, kad starp akumulatora pozitīvo un negatīvo elektrodu notiek noteikta pakāpe mikro īssavienojums, separatoram ir arī bloķējoša un aizsargājoša loma.
Litija jonu akumulatoru nominālā spriegums ir 3,6 V. Spriegums, kad akumulators ir pilnībā uzlādēts (saukts par beigu spriegumu), parasti ir 4,2 V; litija jonu akumulatora gala spriegums ir 2,5 V. Ja litija jonu akumulators turpina lietot pēc tam, kad spriegums lietošanas laikā ir nokrities līdz 2,5 V, to sauc par pārmērīgu izlādi, kas izraisīs akumulatora bojājumus.
Litija jonu akumulatori ir salīdzinoši dārgi. Ja tā uzlādes un lietošanas prasības nav izpildītas, tas var viegli eksplodēt un samazināt tā kalpošanas laiku. Tā kā litija jonu akumulatori ir ļoti jutīgi pret temperatūru, pārspriegumu, pārstrāvu un pārmērīgu izlādi, visos akumulatoros ir integrēti termistori (uzlādes temperatūras pārraudzība) un aizsardzības ķēdes pret pārspriegumu, pārspriegumu un pārmērīgu izlādi.