Литиевойонна батерия

Автомобилен литиевойонен акумулатор Varta
Енергия/маса - 160 Wh/kg
Енергия/обем - 270 Wh/l
Мощност/маса - 1800 W/kg
Ефективност на зареждане – 99,9%
Енергия/цена - 2,8 – 5 W/щ.д.
Саморазряд – 5 – 10% месец
Живот (време) – 24 – 36 месеца
Живот (цикли) – 1200 цикъла
Номинално напрежение – 3,6/3,7 V

Литиевойонната батерия (с популярно съкращение Li-ion) е вид акумулаторна батерия, в която между двата електрода се придвижват литиеви йони. При зареждане йоните се придвижват в посока от положителния към отрицателния електрод, а при разреждане – от отрицателния към положителния електрод. Литиевойонните батерии използват интеркалирани литиеви химични съединения като материал за единия от електродите, за разлика от незареждащите се литиеви батерии, при които се използва метален литий.

Литиевойонните батерии се използват често в потребителските електроуреди. Понастоящем те са един от най-популярните видове батерии при преносимите електронни устройства. Този вид батерии имат най-високо съотношение енергия/маса, не страда от ефект на памет и много бавно губи своя заряд, когато не се използва. Саморазреждането зависи от температурата на съхранение и степента на зареждането. При температура 25 °C и зареждане 100% саморазрядът е около 1,6% на месец.

Li-ion батерия за мобилен телефон

Трите основни функционални компонента на литиевойонната батерия са анод, катод и електролит, за направата на които могат да се използват различни материали. Най-популярният материал за анода е графитът. За катод, за разлика от първоначално използвания титаниев дисулфид (TiS2), сега се използват нови материали: слоести оксиди (напр. литиево-кобалтов оксид); полианионни материали (напр. литиево-железен фосфат); или шпинел (напр. литиево-манганов оксид). В зависимост от избраните материали за катод, анод и електролит напрежението, капацитетът, животът и безопасността на литиевойонните батерии могат да се изменят в широки граници.

През 2019 г. изобретателите на литиевойонната батерия – американците Джон Гудинаф и Стенли Уитингам и японецът Акира Йошино получават Нобелова награда за химия.[1]

Терминология

В електрохимията анод се нарича електродът, където стават окислително-редукционните процеси, т.е където електроните се освобождават и напускат батерията (протича ток през батерията и през външната верига). Това обаче се случва на противоположни електроди в зависимост от това дали става въпрос за зареждане или разреждане. По-малко двусмислени термини са положителен електрод (катод при разреждане) и отрицателен електрод (анод при разреждане). Тази полярност се показва от волтметрите. При всички акумулаторни батерии с термина „катод“ се означава положителният електрод в цикъла на разреждане, независимо че свързаните с него електрохимични реакции променят местата си съответно при зареждане и разреждане. При литиевойонните батерии положителният електрод („катодът“) е направен с участието на литий.

Устройство

Функционална схема на литиевойонна батерия (положителен електрод: LiCoO2; отрицателен електрод: Li-графит).
Цилиндрична клетка преди затваряне

Литиевите йони мигрират както в материала на анода, така и в материала на катода. Този процес на мигриране в посока към електрода се нарича вмъкване, а обратният процес, при който литиевите йони мигрират навън от електрода, се нарича извличане. При зареждане на батерията литият се извлича от положителния електрод и се вмъква в отрицателния. При разреждане се извършва противоположният процес – литият се извлича от отрицателния електрод и се вмъква в положителния.

Положителният електрод на традиционната литиевойонна батерия е изработен от различни литиеви оксиди (изводът е от алуминиево фолио), а отрицателният електрод е от графит (извод от медно фолио). Електролитът представлява литиева сол в органичен разтворител. Използват се:

Положителен електрод
Отрицателен електрод
  • Графит (за литиево вмъкване)
  • Нанокристали, аморфни силициеви (за литиево вмъкване)
  • Li4Ti5O12 (Литиево-титанов оксид)
  • SiO2 (Силициев диоксид)
Електролит

Полезна работа се извлича само когато електрони преминат през външна верига. Затова значение имат само полуреакциите. Реакциите са записани в молове, затова се използва коефициентът .

Полуреакцията за положителния електрод (катода) е:

Полуреакцията за анода е:

Сумарната реакция има ограничения. Преразреждане ще пренасити литиево-кобалтовия оксид, което довежда до образуване на литиев оксид[2] вероятно чрез следната необратима реакция:

Презареждане до над 4,2 V води до синтез на кобалт(IV) оксид, което се наблюдава чрез рентгенова дифракция[3]

Важно е да се отбележи, че самите литиеви йони не се свързват с кислорода; вместо това, в литиевойонната батерия литиевите йони се транспортират между анода и катода заедно с преходния метал кобалт под формата на , който се окислява, преминавайки при зареждане от Co3+ в Co4+ и обратно от Co4+ в Co3+ при разреждане.

При прегряване или презареждане литиевойонните батерии могат да претърпят топлинно претоварване и разрушаване на клетките. В крайни случаи това може да доведе до изтичане на електролита, експлозия или пожар. За да се намалят тези рискове, много литиевойонни батерии съдържат електронна схема, която изключва батерията, когато нейното напрежение превиши безопасното ниво от 3 до 4,2 V на клетка, или когато има опасност от презареждане или разреждане повече от допустимото.

Източници

  1. Джон Б. Гудинаф, Стенли Уитингам и Акира Йошино спечелиха Нобеловата награда за химия // Българска телеграфна агенция, 9 октомври 2019 г. Посетен на 9 октомври 2019 г.
  2. H.C. Choi et al., J. Phys. Chem. B 107 p5806(2003)
  3. G.G. Amatucci, J.M. Tarascon, L.C. Kein J. Electrochemical Society 143 p1114 1996

Read other articles:

Bacardi LimitedJenisSwastaIndustriMinumanDidirikan4 Februari 1862Santiago de CubaPendiriDon Facundo Bacardí MassóKantorpusatHamilton, BermudaTokohkunciFacundo L. Bacardi (Chairman)Mahesh Madhavan (CEO)ProdukBacardi rum, Grey Goose vodka, Patrón Tequila, Dewar's Blended Scotch whisky, Bombay Sapphire gin, Martini & Rossi vermouth and sparkling wines, Eristoff vodka, Cazadores blue agave tequila, Angel's Envy Bourbon and moreSitus webbacardilimited.com Bacardi Limited adalah salah satu p...

 

Artikel ini sebatang kara, artinya tidak ada artikel lain yang memiliki pranala balik ke halaman ini.Bantulah menambah pranala ke artikel ini dari artikel yang berhubungan atau coba peralatan pencari pranala.Tag ini diberikan pada Oktober 2022. Jobplanet merupakan platform komunitas online untuk berbagi informasi seputar dunia kerja dan review mengenai perusahaan. Jobplanet menyajikan ulasan mengenai berbagai informasi kerja dari segala sisi, seperti review mengenai kondisi dan budaya perusah...

 

Salah satu bangunan hunian apartemen di Jalan Puri Indah Raya, The Royal Site Tower St. Moritz Apartement. Jalan Puri Indah Raya adalah salah satu jalan di Jakarta. Jalan ini adalah jalan utama di kawasan Puri Indah. Jalan ini melintang sepanjang 2,6 kilometer dari Persimpangan Jalan Lingkar Luar Barat sampai Persimpangan Jalan Pesanggrahan dan Jalan Puri Kembangan (Pasar Puri Indah). Jalan ini berada di Jakarta Barat. Jalan ini melintasi kelurahan Kembangan Selatan, Kembangan, Jakarta Barat....

Untuk kegunaan lain, lihat Karangasem. Koordinat: 8°27′02″S 115°36′22″E / 8.450653°S 115.605973°E / -8.450653; 115.605973 KarangasemKecamatanPeta lokasi Kecamatan KarangasemNegara IndonesiaProvinsiBaliKabupatenKarangasemPemerintahan • CamatCokorda Alit Surya Prabawa, S.STP.[1]Populasi • Total97,584 jiwa (2.016)[2] 82,606 jiwa (2.010)[3] jiwaKode pos80811Kode Kemendagri51.07.04 Kode BPS5107040 Luas94,23 km...

 

Katedral BiałystokKatedral Basilika Santa Perawan Maria Diangkat ke Surga, BiałystokPolandia: Bazylika archikatedralna Wniebowzięcia Najświętszej Maryi Panny w Białymstokucode: pl is deprecated Katedral Białystok53°07′57″N 23°09′46″E / 53.1325°N 23.1627°E / 53.1325; 23.1627Koordinat: 53°07′57″N 23°09′46″E / 53.1325°N 23.1627°E / 53.1325; 23.1627LokasiJalan 2 Kościelna, BiałystokNegara PolandiaDenominasiGerej...

 

This article is about the city. For the river the city is named after, see Green River (Colorado River tributary). City in Wyoming, United StatesGreen River, WyomingCityDowntown Green River, looking east at Flaming Gorge Way.Location of Green River in Sweetwater County, Wyoming.Green River, WyomingLocation in the United StatesCoordinates: 41°31′43″N 109°27′58″W / 41.52861°N 109.46611°W / 41.52861; -109.46611CountryUnited StatesStateWyomingCountySweetwaterGo...

Gambar Badai Isabel yang terlihat dari Stasiun Luar Angkasa Internasional menunjukkan mata yang jelas di pusat badai. Mata adalah daerah yang sebagian besar cuacanya tenang di pusat siklon tropis yang kuat. Mata badai adalah area yang kira-kira bundar, biasanya berdiameter 30–65 kilometer (19–40 mi). Dikelilingi oleh dinding mata, sebuah cincin badai petir yang menjulang tinggi di mana cuaca paling parah dan angin kencang terjadi. Tekanan barometrik terendah topan terjadi di mata dan...

 

Artikel ini sebatang kara, artinya tidak ada artikel lain yang memiliki pranala balik ke halaman ini.Bantulah menambah pranala ke artikel ini dari artikel yang berhubungan atau coba peralatan pencari pranala.Tag ini diberikan pada Januari 2023. Tekla TrapszoLahir(1873-09-23)23 September 1873Kalisz, Polandia, Kekaisaran Rusia (kini Kalisz, Polandia)Meninggal27 Oktober 1944(1944-10-27) (umur 71)Warsawa, PolandiaPekerjaanPemeranTahun aktif1911-1939 Tekla Trapszo (23 September 1873 ...

 

SungjeInformasi latar belakangNama lahirKim SungjeNama lainSirius SungjeLahir17 November 1986 (umur 37)GenreDance-pop, R&BPekerjaanPenyanyi, Penari, AktorTahun aktif2007 - SekarangLabelMaroo Entertaiment (Korea Selatan)Universal Music Japan (Jepang)Artis terkaitChoshinsungSitus webTwitter Sungje Kim Sungje (Hangul: 김성제; lahir 17 November 1986) adalah anggota dari Choshinsung, grup asal Korea Selatan. Latar belakang pendidikannya adalah Kyung Hee Cyber University. Sungje dikenal...

Untuk kegunaan lain, lihat A Few Good Men (disambiguasi). A Few Good MenPoster rilis teatrikal asliSutradaraRob ReinerProduserRob ReinerDavid BrownAndrew ScheinmanSkenarioAaron SorkinBerdasarkanA Few Good Menoleh Aaron SorkinPemeranTom CruiseJack NicholsonDemi MooreKevin BaconKevin PollakJames MarshallJ. T. WalshKiefer SutherlandPenata musikMarc ShaimanSinematograferRobert RichardsonPenyuntingRobert LeightonPerusahaanproduksiCastle Rock EntertainmentDistributorColumbia PicturesTanggal r...

 

Spirale de Fraser. La spirale de Fraser est une illusion d'optique qui tient son nom du psychologue britannique James Fraser, qui l'étudia le premier en 1908. On l'appelle aussi « fausse spirale », ou, d'après son nom originel, « illusion des cordes emmêlées ». Bien que composée de cercles concentriques, l'image donne l'impression d'une spirale sans fin. Ceci est dû au fait que des motifs réguliers (les cercles) sont combinés avec un motif non aligné (les band...

 

German World War II flying ace (1921–1943) Rudolf MiethigMiethig as a LeutnantBorn(1921-10-17)17 October 1921ZwickauDied10 June 1943(1943-06-10) (aged 21)near Krymskaja Cause of deathKilled in action Allegiance Nazi GermanyService/branch LuftwaffeYears of service1939–43RankHauptmann (captain)UnitJG 52Commands held3./JG 52Battles/warsSee battles World War II Eastern Front Operation Barbarossa Kuban bridgehead  † AwardsKnight's Cross of the Iron Cross Rud...

Discontinued Google project For other uses, see Knol (disambiguation). KnolA knol on knee surgeryType of siteReferenceDissolvedOctober 1, 2012 (2012-10-01)OwnerGoogleCreated byGoogleURLknol.google.com (offline)CommercialYesRegistrationYesLaunchedJuly 23, 2008; 15 years ago (2008-07-23)Current statusClosed Knol was a Google project that aimed to include user-written articles on a range of topics. The lower-case term knol, which Google defined as a uni...

 

Pour l’article homonyme, voir Hofbauer. Clément-Marie Hofbauer Saint Clément-Marie Hofbauer, patron de Vienne, tableau d'August von Wörndle (de). Saint Naissance 26 décembre 1751Tasovice, Margraviat de Moravie, Saint-Empire romain germanique Décès 15 mars 1820  Vienne, Empire d'Autriche Nom de naissance Jean Hofbauer Ordre religieux Congrégation du Très Saint Rédempteur Vénéré à Église Notre-Dame-du-Rivage Béatification 29 janvier 1888par Léon XIII Canonisation 20...

 

この記事は検証可能な参考文献や出典が全く示されていないか、不十分です。出典を追加して記事の信頼性向上にご協力ください。(このテンプレートの使い方)出典検索?: コルク – ニュース · 書籍 · スカラー · CiNii · J-STAGE · NDL · dlib.jp · ジャパンサーチ · TWL(2017年4月) コルクを打ち抜いて作った瓶の栓 コルク(木栓、�...

Law of Taiwan Anti-Infiltration ActLegislative YuanCitationAnti-Infiltration ActPassed31 December 2019Signed byPresident Tsai Ing-wenSigned15 January 2020Effective17 January 2020Legislative historySecond reading29 November 2019Third reading31 December 2019Status: In force The Anti-Infiltration Act (Chinese: 反滲透法) is a law regulating the influence of entities deemed foreign hostile forces on the political processes of the Republic of China (commonly known as Taiwan), including...

 

  لمعانٍ أخرى، طالع كايرو (توضيح).   لمعانٍ أخرى، طالع القاهرة (توضيح). القاهرةمعلومات عامةنوع نظام تشغيل المطورون مايكروسوفت موقع الويب microsoft.com معلومات تقنيةالعائلة ويندوز إن تي الإصدار الأول 1991 الإصدار الأخير 4.0.1344 (1996) الرخصة اتفاقية ترخيص المستخدم النهائي ت�...

 

Act of the Indian Parliament The High Denomination Bank Notes (Demonetisation) Act, 1978Parliament of India Long title An Act to provide in the public interest for the demonetisation of certain high denomination bank notes and for matters connected therewith or incidental thereto CitationAct XI of 1978[1]Territorial extentIndiaPassed byLok SabhaPassed16 January 1978Enacted byRajya SabhaLegislative historyFirst chamber: Lok SabhaBill titleNumber 20 of 1978Amended byHigh Denom...

Cet article est une ébauche concernant la santé et la médecine. Vous pouvez partager vos connaissances en l’améliorant (comment ?) selon les recommandations des projets correspondants. Chronologies Données clés 1655 1656 1657  1658  1659 1660 1661Décennies :1620 1630 1640  1650  1660 1670 1680Siècles :XVe XVIe  XVIIe  XVIIIe XIXeMillénaires :-Ier Ier  IIe  IIIe Chronologies thématiques Art Architecture, Arts plastiques (...

 

For other uses, see Ripoll (disambiguation). This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Ripoll – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (May 2013) (Learn how and when to remove this message) Municipality in Catalonia, SpainRipollMunicipality FlagCoat of armsRipollLocation in CataloniaShow map of Pr...