باتری لیتیوم یونی و عملکرد آن

باتری لیتیوم یونی یکی دیگر از باتری های قابل شارژ در صنعت باتری سازی باتری های لیتیوم یونی است که می تواند میزان زیادتری انرژی را در خود ذخیره نماید. باتری های لیتیوم یون قابل شارژ از ترکیب لیتیوم متصل شده استفاده می کنند و دیگر خبری از لیتیوم فلزی به عنوان الکترود نیست.از ویژگی های این باتری ها این است که خیلی سبک تر از باتری های قبلی می باشند و باتری های لیتیوم یونی را در واقع مناسب برای وسایل الکترونیکی قابل حمل ساخته اند. برخی از دستگاه هایی که از این باتری ها برای تأمین انرژی بهره می برند عبارتند از :پی دی آآی پادتلفن همراهلپ تاپ اتومبیل ها دوربین های دیجیتالی و ...طرز کار باتری های لیتیوم یونی :همانطور که در ابتدای مقاله گفتیم باتری های لیتیوم یونی معمولاً ظرفیت بیشتری دارند و در واقع انرژی که در خود ذخیره می کنند، یک انرژی الکتروشیمیایی است. این باتری ها به علت وزن کمی که دارند در وسایل الکتریکی قابل حمل نیز استفاده می شوند. همچنین از آنجایی که تولید انرژی الکتریکی در این باتری ها به وسیله واکنش های شیمیایی انجام می شود؛ در نتیجه از دست دادن انرژی در آن ها به آرامی صورت می گیرد.در باتری های لیتیوم یونی هم مثل بقیه باتری ها عملکرد باتری به الکترودها و الکترولیت وابسته است.در این باتری ها هم انرژی الکتریکی توسط کاتد و آند هدایت می شود. که بار منفی را آند و بار مثبت به کاتد متصل می باشد.الکترود ها یا همان کاتد و آند در الکترولیت قرار گرفته است و در واقع الکترولیک یک مایع است که حرکت یون ها را راحت تر می کند. در واقع می توان الکترولیت را به عنوان یک بافر در نظر گرفت که در جهت واکنش های شیمیایی کمک می کند.به عبارت ساده تر می توان گفت حرکت الکترودها در الکترولیت و جریان آن بین الکترودها باعث می شود جریان الکتریکی به وجود بیاید.اجزاء باتری لیتیوم یونعملکرد باتری های لیتیوم یونی :آند در این باتری ها از جنس کربن و کاتد از جنس اکسید لیتیوم می باشد. علاوه بر این جنس الکترولیت از نمک های لیتیوم می باشد که در حلال های آلی حل شده و محلول الکترولیت را ساخته است. در این باتری ها معمولا آند را از گرافیت می سازند اما کاتد می تواند از جنس های مختلفی باشد که برخی از آن ها عبارتند از :اکسید کبالت لیتیم (LiCoO2)فسفات لیتیم آهن (LiFePO4)اکسید منگنز لیتیم (LiMn2O4)جن الکترولیت‌ های استفاده شده در باتری های لیتیوم یونی از مواد زیر می باشد:نمک لیتیم مانند لیتیم هگزافلوروفسفات (LiPF6)لیتیم تترافلوئوروبات (LiBF4)لیتیم پرکلرات (LiClO4) و ...حلال‌ هایی که در الکترولیت باتری های لیتیوم یونی استفاده می شوند مواد عالی هستند که نام های آن ها عبارتند از: اتیلن کربنات کربنات دی متیل دی اتیل محلول کربنات البته بد نیست بدانید این الکترولیت از محلول های غیر آبی تشکیل شده است، زیرا در محلول های آبی، لیتیوم با آب واکنش های شدید و خطرناکی نشان می دهد.زمانی که باتری های لیتیوم یونی در حال شارژ هستند، در واقع لیتیوم از سوی کاتد به سوی آند حرکت خواهد کرد و در آن ذخیره می شود. یون های لیتیوم برای جریان پیدا کردن از الکترولیت کمک می گیرند. حال در زمان تخلیه دقیقاً فرایند برعکس رخ می دهدو یون های لیتیوم از آند آزاد شده و به طرف کاتد حرکت می کنند. در زمان شارژ شدن باتری جریان های الکترونی مخالف بوده و به سمت یون های لیتیوم است که در مدار بیرونی اتفاق می افتد.اجزاء مختلف باتری :مدارهایی که در یک باتری وجود دارند، عبارتند از :کنترل‌کننده IC (مدار مجتمع) که کنترل کننده ولتاژ و سطح جریان در باتری است.کنترل کلید با دریافت سیگنال از کنترل کننده شارژ یا دشارژ را متوقف می نماید.فیوز در هنگام جریان بیش از حد و گرمای زیاد جریان را قطع می کند. ترمیستور جریان جاری در باتری را کنترل می‌ کند.سوئیچ مثبت ضریب دما می تواند هم شبیه به ترمیستور عمل کند و هم از گرم شدن باتری جلوگیری نماید.باتری های لیتیوم یونی دارای ظرفیت بالایی هستند و می تواند برای مدت زمان زیادی شارژ را نگه دارد و همچنین حجم کمتری را در دستگاه اشغال نماید.بیشتر بدانیم ...باتری لیتیوم هوا چیست و دارای چه مشخصاتی می باشد ؟باتری لیتیوم سولفور چیست و ساختار آن چگونه است ؟