Χαρακτηριστικά μπαταρίας ιόντων λιθίου

Το λίθιο είναι το μικρότερο και πιο ενεργό μέταλλο στον χημικό περιοδικό πίνακα. Μικρό μέγεθος, υψηλή πυκνότητα χωρητικότητας, ευρέως ευπρόσδεκτη από τους καταναλωτές και τους μηχανικούς. Ωστόσο, εάν οι χημικές ιδιότητες είναι πολύ ενεργές, θα φέρει υψηλό κίνδυνο. Όταν το μέταλλο λιθίου εκτεθεί στον αέρα, θα προκαλέσει μια έντονη αντίδραση οξείδωσης με το οξυγόνο και θα εκραγεί. Προκειμένου να βελτιώσουν την ασφάλεια και την τάση, οι επιστήμονες έχουν εφεύρει υλικά όπως ο γραφίτης και το οξείδιο του κοβαλτίου λιθίου για την αποθήκευση ατόμων λιθίου. Η μοριακή δομή αυτών των υλικών σχηματίζει ένα λεπτό πλέγμα αποθήκευσης νανο κλίμακας, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση ατόμων λιθίου. Με αυτόν τον τρόπο, ακόμα κι αν σπάσει το κέλυφος της μπαταρίας και εισέλθει οξυγόνο, τα μόρια οξυγόνου είναι πολύ μεγάλα για να εισέλθουν σε αυτές τις μικρές αποθηκευτικές κυψέλες, έτσι ώστε τα άτομα λιθίου να μην έρχονται σε επαφή με το οξυγόνο και να αποφευχθεί η έκρηξη. Αυτή η αρχή της μπαταρίας ιόντων λιθίου επιτρέπει στους ανθρώπους να επιτυγχάνουν υψηλή πυκνότητα χωρητικότητας και ασφάλεια ταυτόχρονα.

Όταν μια μπαταρία ιόντων λιθίου φορτίζεται, το άτομο λιθίου του θετικού ηλεκτροδίου θα χάσει ηλεκτρόνια και θα οξειδωθεί σε ιόντα λιθίου. Τα ιόντα λιθίου κολυμπούν προς το αρνητικό ηλεκτρόδιο μέσω του ηλεκτρολύτη, εισέρχονται στην κυψέλη αποθήκευσης του αρνητικού ηλεκτροδίου, λαμβάνουν ένα ηλεκτρόνιο και ανάγονται σε άτομα λιθίου. Κατά την εκφόρτιση, η όλη διαδικασία αντιστρέφεται. Προκειμένου να αποφευχθεί το βραχυκύκλωμα λόγω της άμεσης επαφής μεταξύ των θετικών και αρνητικών ηλεκτροδίων της μπαταρίας, θα προστεθεί ένα διαφραγματικό χαρτί με πολλές λεπτές οπές στην μπαταρία για την αποφυγή βραχυκυκλώματος. Το καλό διαφραγματικό χαρτί μπορεί επίσης να κλείσει αυτόματα τους πόρους όταν η θερμοκρασία της μπαταρίας είναι πολύ υψηλή, έτσι ώστε τα ιόντα λιθίου να μην μπορούν να περάσουν, έτσι ώστε να σπαταληθούν οι πολεμικές τέχνες και να αποφευχθεί ο κίνδυνος.