O que é de iões de lítio e como ele funciona?

Baterias de lítio são as baterias recarregáveis ​​que são usados ​​em muitos dispositivos eletrônicos, como telefones celulares, MP3 players, laptops, etc, devido a sua natureza leve. Baterias de lítio têm alta densidade de energia em comparação com muitas outras baterias. Alta densidade de energia na bateria de lítio quer dizer que, a quantidade de energia armazenada na bateria por unidade de volume é elevado. A energia armazenada em baterias de iões de lítio é um tipo de energia eletroquímica. Este é um tipo de energia eléctrica, a qual é derivada a partir de produtos químicos através de reacções químicas. Perda de energia ocorre lentamente de lítio-ion que as baterias de outros no mercado.

Funcionamento de uma célula eletroquímica

O funcionamento básico de qualquer célula eletroquímica consiste em dois elementos importantes, eletrodos e eletrólitos. Ânodo e cátodo são os dois eletrodos que conduzem energia elétrica (íons). Ânodo está ligado ao terminal negativo da bateria, enquanto cátodo é ligado ao terminal positivo da bateria. Os eléctrodos estão imersos no electrólito, que actua como um meio líquido para o movimento de iões. O electrólito actua como um tampão e ajuda nas reacções electroquímicas da bateria. O movimento dos elétrons no eletrólito e entre os eletrodos, faz com que a corrente elétrica.

Trabalho de Lithium-Ion Battery

O ânodo e cátodo da bateria de iões de lítio são compostos de carbono e óxido de lítio, respectivamente. O electrólito é constituído por sais de lítio, que são dissolvidos em solventes orgânicos. O material do ânodo é principalmente grafite e material do cátodo pode ser qualquer um dos seguintes: óxido de lítio-cobalto (LiCoO2), fosfato de ferro de lítio (LiFePO4), ou de lítio do óxido de manganês (LiMn2O4). Os electrólitos comuns usados ​​em iões de lítio estão os sais de lítio, tais como hexafluorofosfato de lítio (LiPF6), tetraf luoroborato de lítio (LiBF4), perclorato de lítio (LiClO4), etc, que são dissolvidos em solventes orgânicos, tais como o carbonato de etileno, carbonato de dimetilo , e carbonato de dietilo. O electrólito utilizado em baterias de lítio é uma solução não aquosa, pois, em solução aquosa (H 2 O), de lítio (altamente reactiva de um metal alcalino) reage vigorosamente com água para formar hidróxido de lítio e gás de hidrogénio, o que não é de modo nenhum desejado no funcionamento de lítio -ion.

Durante a carga, os iões de lítio a partir do cátodo de mover-se para o ânodo e instalar-se na camada do ânodo. O fluxo dos iões de lítio é através do electrólito. Quando este processo ocorre, a bateria carrega e armazena a energia elétrica na mesma. Durante o processo de descarga, os iões de lítio se mover de volta para o cátodo do ânodo. Quando a bateria estiver ligado, o movimento dos electrões flui oposto ao sentido de iões de lítio, no circuito exterior. Devido a este movimento de elétrons, a corrente elétrica é produzida. Basicamente, a diferença de potencial e resistência é criado entre os eléctrodos, o que provoca o fluxo de corrente eléctrica. Quando a bateria é alimentada por uma fonte externa, movimento iônico terá lugar. Este é o princípio básico por trás do trabalho de lítio-íon.

Agora vamos dar uma olhada nas reações químicas que ocorrem nos eletrodos.

No Ânodo: XLI + + + xe-6C → LixC6

No cátodo: LiCoO2 → LI1-xCoO2 + + + XLI xe-

Reacção global: Li + + LiCoO2 → Li2O + CoO

Componentes usados ​​em Lithium-Ion Battery

Existem vários circuitos que estão presentes dentro da bateria de lítio-íon. Eles são:

* Controlador de CI (Circuito Integrado): Este circuito monitora os níveis de tensão e corrente na bateria.

* Passa de controle: Essas chaves são feitas de efeito de campo de transistores, que interrompem ou quebrar o processo de carga e descarga, depois de receber o sinal de controle desde o IC controlador.

* Fusível: Quando a temperatura do interruptor do controle sobe acima de um certo nível, o fusível corta o fluxo de corrente. Isso ajuda a economizar a bateria de mais atual.

* Termistor: O fluxo de corrente na bateria é controlada pelo termistor, uma vez que pode variar a sua resistência de acordo com a corrente que passa através dele.

* Positivo Coeficiente de temperatura switch (PTC): A chave também é utilizado em algumas baterias de íon-lítio, em vez de termistor, para evitar o superaquecimento no circuito.

A capacidade da bateria ou seja, a quantidade de carga que pode armazenar, depende da área da superfície dos eléctrodos utilizados. O número de ciclos de carga e descarga em baterias de íon lítio são mais e, também, a taxa de carregamento é rápido, em comparação com outras baterias. Mas há um problema de explosão de baterias de lítio, devido ao superaquecimento. Aconselha-se a substituição da bateria, muitas vezes, a fim de evitar a explosão....