Principi hemijske reakcije litijumskih baterija
Litijumske baterije se obično dijele u dvije kategorije:
Litijum-jonska baterija: Litijum-jonska baterija je općenito baterija koja koristi metalni oksid legure litijuma kao materijal pozitivne elektrode, grafit kao materijal negativne elektrode i nevodeni elektrolit.
Litijum metalna baterija: Litijum metalna baterija je generalno baterija koja koristi mangan dioksid kao materijal pozitivne elektrode, metalni litijum ili njegov legirani metal kao materijal negativne elektrode i koristi nevodeni rastvor elektrolita.
Litijum metalna baterija
Litijum metalne baterije su tip baterija koji koristi litijum metal ili leguru litija kao materijal negativne elektrode i koristi nevodeni rastvor elektrolita. Najranija litijumska baterija koristila je sledeću reakciju: Li+MnO2=LiMnO2, reakcija je oksidaciono-redukciona reakcija, pražnjenje.
Litijum-jonska baterija
pozitivna elektroda
Katodni materijal: Postoji mnogo dostupnih katodnih materijala, a većina trenutnih mainstream proizvoda koristi litijum željezo fosfat. Poređenje različitih katodnih materijala:
LiCoO2 3,7 V 140 mAh/g
Li2Mn2O4 4,0 V 100 mAh/g
LiFePO4 3,3 V 100 mAh/g
Li2FePO4F 3,6 V 115 mAh/g
Litijum gvožđe fosfat
Reakcija pozitivne elektrode: Litijum joni se interkaliraju tokom pražnjenja, a litijum joni se deinterkaliraju tokom punjenja. Prilikom punjenja: LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- Prilikom pražnjenja: Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4
Materijal anode: uglavnom se koristi grafit. Novo istraživanje je pokazalo da bi titanat mogao biti bolji materijal. Negativna reakcija: Litijum joni se deinterkaliraju tokom pražnjenja, a litijum joni se ubacuju tokom punjenja. Prilikom punjenja: xLi+ + xe- + 6C → LixC6 Prilikom pražnjenja: LixC6 → xLi+ + xe- + 6C
Litijum kobalt oksid
Reakcija na pozitivnoj elektrodi je:
LiCoO2=Charge=Li1-xCoO2+XLi+ + Xe-
Li1-xCoO2+XLi+ + Xe-=pražnjenje=LiCoO2
Reakcija na negativnoj elektrodi je:
6C{{1}}XLi+ + Xe-=Charge=LixC6
LixC6=pražnjenje=6C{{2}}XLi+ + Xe-
