Liitium-ioonakud on peaaegu kõikjal.Neid kasutatakse rakendustes alates mobiiltelefonidest ja sülearvutitest kuni hübriid- ja elektrisõidukiteni.Liitiumioonakud on üha populaarsemad ka suuremahulistes rakendustes, nagu katkematu toiteallikad (UPS) ja statsionaarsed akuenergia salvestussüsteemid (BESS).
Aku on seade, mis koosneb ühest või mitmest elektrokeemilisest elemendist, millel on välised ühendused elektriseadmete toiteks.Kui aku toidab elektrit, on selle positiivne klemm katood ja negatiivne anood.Negatiivseks märgitud klemm on elektronide allikas, mis voolavad läbi välise elektriahela positiivsesse klemmi.
Kui aku on ühendatud välise elektrikoormusega, muundab redoksreaktsioon (redutseerimis-oksüdatsioon) kõrge energiaga reagendid madalama energiatarbega toodeteks ja vabaenergia erinevus edastatakse elektrienergiana välisesse ahelasse.Ajalooliselt viitas termin "aku" spetsiaalselt mitmest elemendist koosnevale seadmele;kasutusala on aga arenenud hõlmama ühest rakust koosnevaid seadmeid.
Kuidas liitiumioonaku töötab?
Enamikul liitiumioonakudel on sarnane konstruktsioon, mis koosneb metallioksiidi positiivsest elektroodist (katoodist), mis on kaetud alumiiniumvoolukollektorile, negatiivsest elektroodist (anoodist), mis on valmistatud süsinikust/grafiidist, mis on kaetud vase voolukollektoriga, separaatorist ja elektrolüüdist, mis on valmistatud liitiumisool orgaanilises lahustis.
Aku tühjenemise ja elektrivoolu andmise ajal kannab elektrolüüt positiivselt laetud liitiumioone anoodilt katoodile ja vastupidi läbi separaatori.Liitiumioonide liikumine loob anoodile vabad elektronid, mis tekitavad positiivse voolukollektori laengu.Seejärel voolab elektrivool voolukollektorist läbi toiteallika seadme (mobiiltelefon, arvuti jne) negatiivse voolu kollektorisse.Separaator blokeerib elektronide voolu aku sees.
Laadimise ajal rakendab väline elektritoiteallikas (laadimisahel) liigpinget (kõrgem pinge, kui aku toodab, sama polaarsusega), sundides laadimisvoolu aku sees voolama positiivselt elektroodilt negatiivsele, st tühjendusvoolu vastupidises suunas tavatingimustes.Seejärel migreeruvad liitiumioonid positiivselt elektroodilt negatiivsele elektroodile, kus nad kinnituvad poorsesse elektroodi materjali protsessis, mida nimetatakse interkalatsiooniks.
Postitusaeg: 26. juuni 2022