بطاريات Li-ion موجودة في كل مكان تقريبًا.يتم استخدامها في التطبيقات من الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة إلى السيارات الهجينة والكهربائية.تزداد شعبية بطاريات ليثيوم أيون أيضًا في التطبيقات واسعة النطاق مثل إمدادات الطاقة غير المنقطعة (UPS) وأنظمة تخزين طاقة البطارية الثابتة (BESSs).
البطارية عبارة عن جهاز يتكون من خلية كهروكيميائية واحدة أو أكثر مع توصيلات خارجية لتشغيل الأجهزة الكهربائية.عندما تقوم البطارية بتزويد الطاقة الكهربائية ، يكون طرفها الموجب هو الكاثود ، والطرف السالب هو الأنود.الطرف المحدد بالسالب هو مصدر الإلكترونات التي ستتدفق عبر دائرة كهربائية خارجية إلى الطرف الموجب.
عندما يتم توصيل بطارية بحمل كهربائي خارجي ، فإن تفاعل الأكسدة والاختزال (الأكسدة والاختزال) يحول المواد المتفاعلة عالية الطاقة إلى منتجات منخفضة الطاقة ، ويتم تسليم فرق الطاقة الحرة إلى الدائرة الخارجية كطاقة كهربائية.تاريخيًا ، يشير مصطلح "البطارية" تحديدًا إلى جهاز مكون من خلايا متعددة ؛ومع ذلك ، فقد تطور الاستخدام ليشمل الأجهزة المكونة من خلية واحدة.
كيف تعمل بطارية الليثيوم أيون؟
تشترك معظم بطاريات Li-ion في تصميم مشابه يتكون من قطب كهربائي موجب لأكسيد المعدن (كاثود) مغطى بمجمع تيار من الألومنيوم ، وقطب سالب (أنود) مصنوع من الكربون / الجرافيت المطلي بمجمع تيار نحاسي ، وفاصل وإلكتروليت مصنوع من ملح الليثيوم في مذيب عضوي.
أثناء تفريغ البطارية وتوفير تيار كهربائي ، يحمل المنحل بالكهرباء أيونات الليثيوم موجبة الشحنة من القطب الموجب إلى القطب السالب والعكس بالعكس من خلال الفاصل.تخلق حركة أيونات الليثيوم إلكترونات حرة في الأنود مما يخلق شحنة في مجمع التيار الموجب.يتدفق التيار الكهربائي بعد ذلك من المجمع الحالي عبر جهاز يتم تشغيله (هاتف خلوي ، كمبيوتر ، إلخ) إلى مجمع التيار السالب.يمنع الفاصل تدفق الإلكترونات داخل البطارية.
أثناء الشحن ، يطبق مصدر طاقة كهربائية خارجي (دائرة الشحن) جهدًا زائدًا (جهد أعلى من إنتاج البطارية ، من نفس القطبية) ، مما يجبر تيار الشحن على التدفق داخل البطارية من القطب الموجب إلى القطب السالب ، أي في الاتجاه العكسي لتيار التفريغ في ظل الظروف العادية.ثم تهاجر أيونات الليثيوم من القطب الموجب إلى القطب السالب ، حيث تصبح جزءًا لا يتجزأ من مادة القطب المسامي في عملية تُعرف باسم inter-calation.
الوقت ما بعد: 26 يونيو - 2022