Литий-ионные аккумуляторы

Литий является химически самым активным металлом и используется именно в самых компактных системах для мобильной техники. Литиевые катоды используются практически во всех батареях с большой емкостью. Эти батареи имеют самое высокое номинальное напряжение. В зависимости от катода, литий-содержащие элементы имеют выходное напряжение от 1,5 В до 3,6 В!

В литий-ионных элементах ионы лития связаны молекулами других материалов. Типичный
Li-Ion-аккумулятор имеет угольный анод и катод из литийкобальтдиоксида, LiCoO₂, или оксида лития-марганца. Литий-кобальтовые пластины служат дольше, а литий-марганцевые значительно дешевле. Электролит в своей основе имеет раствор солей лития.

Наиболее продвинутая технология, используемая сегодня при создании аккумуляторов - ЛИТИЙ-ПОЛИМЕРНАЯ.

Главным преимуществом литий-полимерных батарей является отсутствие жидкого электролита. Анод отделен от катода полимерной перегородкой, композитным материалом, таким как полиакрилонитрит, который содержит литиевую соль.

Обычными формами упаковки для литий-полимерных элементов являются плоские пластины или бруски

(призматический корпус).

При разрядке и заряде ионы лития Li⁺ перемещаются через разделительный слой с одного электрода на другой.

На аноде:
Li_x/графит → Li⁺ + e^– + Li_x-1/графит

На катоде: Li⁺ + e^– + Li_1-xCoO₂ → Li_xCoO₂

При разряде аккумулятора на положительном электроде происходит интеркаляция лития в оксид и деинтеркаляция из углеродного материала на отрицательном. Таким образом, процессы заряда-разряда сводятся к переносу ионов лития с одного электрода на другой, отсюда и название "литий-ионные" аккумуляторы.

Один элемент Li-ионного аккумулятора дает на клеммах напряжение 3,7 В, поэтому во многих приложениях достаточно одного единственного элемента. Примерно такое же напряжение вырабатывают три NiCd или NiMH элемента.

www.howstuffworks.com

Преимущества литиевого аккумулятора: легкий; не содержит токсичных материалов; отсутствует эффект»памяти»; большая удельная емкость по сравнению с ранее рассмотренными элементами.

Недостатки: дорогой; литий и его соединения – агрессивные вещества; требуется электронное устройство контроля внутри аккумулятора от перезарядки; бракованные аккумуляторы могут взрываться.