Li-ion rafhlöður eru nánast alls staðar.Þau eru notuð í forritum frá farsímum og fartölvum til tvinnbíla og rafbíla.Lithium-ion rafhlöður eru einnig sífellt vinsælli í stórum forritum eins og Uninterruptible Power Supplies (UPS) og kyrrstæða rafhlöðuorkugeymslukerfi (BESS).
Rafhlaða er tæki sem samanstendur af einni eða fleiri rafefnafræðilegum frumum með ytri tengingum til að knýja raftæki.Þegar rafhlaða gefur raforku er jákvæða skaut hennar bakskautið og neikvæða skautið.Einkastöðin merkt neikvæð er uppspretta rafeinda sem munu streyma í gegnum ytri rafrás til jákvæðu skautsins.
Þegar rafhlaða er tengd við utanaðkomandi rafhleðslu breytir afoxunarhvarf (reduction-oxidation) háorkuhvarfefni í lægri orkuvörur, og fríorkumunurinn er afhentur ytri hringrásinni sem raforka.Sögulega vísaði hugtakið „rafhlaða“ sérstaklega til tækis sem samanstendur af mörgum frumum;Hins vegar hefur notkunin þróast til að fela í sér tæki sem eru samsett úr einni frumu.
Hvernig virkar litíumjónarafhlaða?
Flestar Li-ion rafhlöður deila svipaðri hönnun sem samanstendur af jákvætt rafskaut úr málmoxíði (bakskaut) húðað á álstraumsafnara, neikvæðu rafskauti (skaut) úr kolefni/grafít húðað á koparstraumsafnara, skilju og raflausn úr litíumsalt í lífrænum leysi.
Á meðan rafhlaðan er að tæmast og gefur rafstraum, ber raflausnin jákvætt hlaðnar litíumjónir frá rafskautinu til bakskautsins og öfugt í gegnum skiljuna.Hreyfing litíumjónanna skapar frjálsar rafeindir í forskautinu sem myndar hleðslu við jákvæða straumsafnarann.Rafstraumurinn streymir síðan frá straumsafnaranum í gegnum tæki sem er knúið (farsíma, tölvu o.s.frv.) til neikvæðra straumsafnarans.Skiljan hindrar flæði rafeinda inni í rafhlöðunni.
Á meðan á hleðslu stendur, setur ytri raforkugjafi (hleðslurásin) á yfirspennu (hærri spennu en rafhlaðan framleiðir, af sömu pólun), sem neyðir hleðslustraum til að flæða innan rafhlöðunnar frá jákvæðu til neikvæðu rafskautsins, þ.e. í öfugri átt við afhleðslustraum við venjulegar aðstæður.Litíumjónirnar flytjast síðan frá jákvæðu til neikvæðu rafskautsins, þar sem þær festast í gljúpa rafskautsefnið í ferli sem kallast millikalkun.
Birtingartími: 26. júní 2022