Načela kemijske reakcije litijeve baterije
Litijeve baterije so običajno razdeljene v dve kategoriji:
Litij-ionska baterija: Litij-ionska baterija je na splošno baterija, ki uporablja kovinski oksid iz litijeve zlitine kot material pozitivne elektrode, grafit kot material negativne elektrode in nevodni elektrolit.
Litijeva kovinska baterija: Litijeva kovinska baterija je na splošno baterija, ki uporablja manganov dioksid kot material pozitivne elektrode, kovinski litij ali njegovo zlitine kot material negativne elektrode in uporablja nevodno raztopino elektrolita.
Litijeva kovinska baterija
Litijeve kovinske baterije so vrsta baterij, ki kot material negativne elektrode uporablja litij ali litijevo zlitino in uporablja nevodno raztopino elektrolita. Najstarejša litijeva baterija je uporabljala naslednjo reakcijo: Li+MnO2=LiMnO2, reakcija je oksidacijsko-redukcijska reakcija, praznjenje.
Litij-ionska baterija
pozitivno elektrodo
Katodni material: Obstaja veliko razpoložljivih katodnih materialov in večina trenutnih običajnih izdelkov uporablja litij-železov fosfat. Primerjava različnih katodnih materialov:
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
Litijev železov fosfat
Reakcija pozitivne elektrode: Litijevi ioni se med praznjenjem interkalirajo, litijevi ioni pa se med polnjenjem deinterkalirajo. Pri polnjenju: LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- Pri praznjenju: Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4
Material anode: večinoma se uporablja grafit. Nove raziskave so pokazale, da je titanat morda boljši material. Negativna reakcija: Litijevi ioni se med praznjenjem deinterkalirajo, litijevi ioni pa se vstavijo med polnjenjem. Pri polnjenju: xLi+ + xe- + 6C → LixC6 Pri praznjenju: LixC6 → xLi+ + xe- + 6C
Litijev kobaltov oksid
Reakcija na pozitivni elektrodi je:
LiCoO2=Naboj=Li1-xCoO2+XLi+ + Xe-
Li1-xCoO2+XLi+ + Xe-=izpust=LiCoO2
Reakcija na negativni elektrodi je:
6C{{1}}XLi+ + Xe-=Charge=LixC6
LixC6=praznjenje=6C{{2}}XLi+ + Xe-
