Meccanismo e vantaggi della batteria agli ioni di litio

Batteria agli ioni di litio le cellule hanno il potenziale per essere una delle invenzioni più importanti nella storia dell'automobile perché hanno reso possibili le auto elettriche. I veicoli elettrici potrebbero essere il futuro in un mondo che ha cercato di ridurre le emissioni di gas serra. Sony ha commercializzato le celle agli ioni di litio nel 1991.

Cos'è una batteria al litio?

Le batterie agli ioni di litio si riferiscono a unità ricaricabili utilizzate principalmente per dispositivi elettronici portatili e auto elettriche. Il loro utilizzo è in costante crescita in campo aerospaziale e militare.

Le batterie al litio sono ricaricabili? Sì. Uno dei motivi alla base della loro popolarità alle stelle è la loro capacità di ricarica e di archiviazione elevata. Possono racchiudere un'elevata quantità di energia in una piccola struttura, che è ciò che cercano l'industria automobilistica e altre industrie.

Un'unità può racchiudere 200 wattora di potenza in un singolo chilogrammo di corpo, il che significa una densità di energia di 200 Wh/kg. Una tale capacità energetica è un enorme balzo in avanti rispetto alla vecchia batteria al piombo. Sono in corso varie ricerche per migliorare ulteriormente la potenza di queste batterie.

Tecnologia per batterie agli ioni di litio

Il meccanismo di funzionamento di una batteria al litio si basa sulla natura altamente reattiva degli ioni di litio. Questi ioni sono in realtà atomi di litio meno un elettrone, il che lo rende una carica di elettroni positiva.

Al momento della scarica, l'anodo (elettrodo caricato positivamente) crea questi ioni, che poi raggiungono il catodo (l'elettrodo caricato negativamente) passando attraverso un separatore e un elettrolita liquido.

Gli ioni si riuniscono con gli elettroni nel catodo e rimangono nello stesso stato fino a quando non si collega la batteria a un caricabatterie, che ripeterà l'intero processo al contrario. L'unione di ioni con elettroni crea una potenza elettrica che può essere utilizzata per far funzionare varie cose.

Perché il litio viene utilizzato nelle batterie?

La risposta è semplice:per i loro molteplici vantaggi. Una batteria agli ioni di litio viene fornito con due vantaggi unici assenti nelle tecnologie concorrenti.

Tanta potenza in dimensioni compatte.

Prendi qualsiasi tipo di batteria ricaricabile della stessa capacità di alimentazione e le unità agli ioni di litio risulteranno le più leggere. I loro elementi principali sono litio e carbonio, che sono leggeri.

Tuttavia, il motivo principale alla base del peso modesto è la natura altamente reattiva del litio che consente di immagazzinare molta energia nei suoi legami atomici. Per questo motivo, la densità di energia di queste unità è maggiore tra tutti i tipi di batterie.

Ad esempio, un'unità standard agli ioni di litio da 1 kg può immagazzinare 150 wattora di carica mentre la capacità di un NiMH (nichel-metallo idruro) dello stesso peso sarà di circa 60-70 wattora. Una batteria al piombo è la meno desiderabile in questo caso poiché la sua capacità sarà di soli 25 wattora per chilogrammo.

Non perdere la carica.

Una batteria agli ioni di litio mantiene la sua carica, il che gli conferisce un vantaggio rispetto ad altri tipi di cellule. Mentre un'unità NiMH perde il 20% della sua carica al mese, è solo il 5% per un'unità agli ioni di litio. Può passare attraverso numerosi cicli di carica e scarica e non necessita di una scarica totale prima di essere ricaricato.

Sebbene le batterie agli ioni di litio non durino a lungo e siano un pericolo per la sicurezza alle alte temperature, non hanno concorrenza quando si tratta di elettronica e veicoli elettrici.