Te niewielkie baterie szturmem zdobywają świat elektroniki użytkowej, a ich technologia cały czas się rozwija. Co sprawia, że ogniwa litowo-jonowe sprawdzają się w tak wielu zastosowaniach? Dowiedz się, jak działają i w jaki sposób przekłada się to na ich wydajność, kompaktowe rozmiary i długą żywotność!
Ruch między katodą i anodą – jak ogniwa litowo-jonowe gromadzą i oddają energię?
Aby ogniwa litowo-jonowe mogły wykonywać swoją pracę, czyli gromadzić i przekazywać energię, potrzebne są:
- jony litu;
- dwie elektrody: anoda i katoda;
- elektrolit, w którym poruszają się jony litu;
- separator.
Anoda jest wykonana z materiału zdolnego do magazynowania jonów litu. Może to być np. grafit. Katoda składa się najczęściej z tlenków metali, w które wnikają jony litu na etapie rozładowywania. Gdy ogniwa litowo-jonowe są ładowane, jony litu są uwalniane z katody. Korzystając z ciekłego elektrolitu, przemieszczają się w kierunku anody. Tam są magazynowane – to właśnie dzięki temu energia jest gromadzona w baterii i można z niej w każdej chwili skorzystać.
Jak wygląda proces rozładowywania, gdy energia jest przekazywana z baterii do zasilanego urządzenia? Kierunek ruchu jonów litu jest wtedy odwrotny. Płyną z anody do katody. Jednocześnie elektrony przepływają przez zewnętrzny obwód, dostarczając energię do podłączonego urządzenia. W tych procesach dodatkowo bierze udział separator. To warstwa membrany, która rozdziela obie elektrody, a jednocześnie przepuszcza jony litu. Pełni funkcję ochronną – zapobiega zwarciom w baterii.
Bezpieczne, stabilne, uniwersalne – najważniejsze zalety ogniw litowo-jonowych
To nie przypadek, że do gromadzenia i oddawania energii elektrycznej używa się jonów litu. To najlżejszy z metali – przy niewielkiej masie jest w stanie dostarczać dużych ilości energii. Dzięki temu ogniwa litowo-jonowe mają bardzo wysoką gęstość energetyczną. Baterie Li-Ion są niewielkie, a jednocześnie mają dużą pojemność.
Technologia litowo-jonowa intensywnie rozwijała się w ostatnich latach. Dziś możemy korzystać z tych osiągnięć – ogniwa są bezpieczne i stabilne. Zawdzięczamy to wspomnianemu już separatorowi, ale także systemom BMS do zarządzania pracą baterii. Takie rozwiązania zapobiegają przeładowaniu i nadmiernemu rozładowaniu, chronią przed przegrzaniem i utratą pojemności. Ogniwa litowo-jonowe mogą pracować w szerszych zakresach temperatur niż ich wcześniejsze wersje, wykorzystywane kilkanaście lat temu.
Podsumowując, ogniwa Li-Ion są niewielkie, a jednocześnie pojemne i wydajne. Mogą bezpiecznie pracować w zróżnicowanych warunkach. Dodajmy do tego kilka innych ważnych zalet: długą żywotność, brak efektu pamięciowego (spadek pojemności spowodowany ładowaniem niecałkowicie rozładowanych ogniw), wysokie napięcie jednostkowe oznaczające dużą wydajność. To wszystko sprawia, że baterie litowo-jonowe podbijają rynek elektroniki użytkowej, ale nie tylko. Ich zalety wykorzystuje się w:
- smartfonach, tabletach, laptopach;
- pojazdach elektrycznych: samochodach, hulajnogach, rowerach;
- elektronarzędziach;
- dronach;
- sprzęcie medycznym;
- zautomatyzowanych systemach magazynowania energii, również w przemyśle.
Sprawdź ofertę nowoczesnych ogniw litowo-jonowych: https://wamtechnik.pl/produkty/technologie-litowe/akumulatory-litowo-jonowe-li-ion/
