مبدأ العمل والهيكلية للبطاريات الليثيوم أيون

البطارية الليثيوم أيون هي بطارية قابلة لإعادة الشحن تستخدم أيونات الليثيوم للتنقل بين الأقطاب الموجبة والسالبة أثناء الشحن والتفريغ. إنها واحدة من أكثر تقنيات البطاريات تطورًا اليوم، حيث تتميز بكثافة طاقة عالية، وكثافة قوة عالية، وانخفاض فقدان الشحنة الذاتي، وعدم وجود تأثير الذاكرة، بالإضافة إلى مزايا أخرى، وتُستخدم على نطاق واسع في مختلف الأجهزة الإلكترونية، والأدوات الكهربائية، والمركبات الكهربائية وغيرها من المجالات.

مبدأ عمل بطارية الليثيوم أيون: عند شحن البطارية، تطبق مصدر الطاقة الخارجي جهدًا موجبًا على البطارية، مما يؤدي إلى هروب أيونات الليثيوم من المادة الكاثودية، وعبورها عبر محلول الإلكلكتروليتي والانغراس في مادة الأنود. في الوقت نفسه، تمر الإلكترونات من الكاثود عبر الدائرة الخارجية لتصل إلى الأنود، مما يسمح للأنود بالحصول على شحنة لتحقيق عملية شحن البطارية. عند تفريغ البطارية، تطبق الدائرة الخارجية جهدًا سالبًا على البطارية، مما يؤدي إلى هروب أيونات الليثيوم من مادة الأنود وعبورها محلول الإلكلكتروليتي والانغراس في المادة الكاثودية. في الوقت نفسه، تنتقل الإلكترونات من الأنود عبر الدائرة الخارجية لتصل إلى الكاثود، مما يؤدي إلى فقدانه للشحنة وبالتالي تحقيق عملية تفريغ البطارية.

هيكل بطارية الليثيوم أيون: تتكون بطارية الليثيوم أيون من قطب موجب، قطب سالب، فاصل، محلول كهروlyte، غلاف وأجزاء أخرى. مادة القطب الموجب عادة ما تكون أكسيد معدن يحتوي على الليثيوم مثل أكسيد الكوبالت الليثيومي، أكسيد المنغنيز الليثيومي، المواد الثلاثية وما إلى ذلك. مادة القطب السالب عادة ما تحتوي على مواد كربونية مثل الجرافيت، الكربون الصلب، الكربون الناعم وما إلى ذلك. الفاصل مصنوع من مواد ذات مسام دقيقة. يمكن لغشاء البوليمر أن يمنع تدفق الإلكترونات بين القطبين ولكنه يسمح بمرور أيونات Li+. المحلول الكهروlyte هو حلول عضوية تحتوي على أملاح الليثيوم. يمكنها توفير وسط نقل لأيونات Li+. يستخدم الغلاف لتغليف البطاريات. يمكن للمواد المعدنية أو البلاستيكية حماية سلامة واستقرار البطاريات.