A bateria di litio-ionta un bateria rekargabel ku ta usa dos material kapas pa insertá i deinterkalá ionnan di litio komo e elektrodenan positivo i negativo, respektivamente. Durante kargamentu, atòmnan di litio den e elektroda positivo ta ionisa den ionnan di litio i elektronnan liber.
E ionnan di litio aki despues ta migra pa e elektroda negativo i ta kombiná ku e elektrónnan liber einan pa forma atòmnan di litio. Al kontrario, durante deskarga, atòmnan di litio na e elektroda negativo ta reionisá den ionnan di litio i elektrónnan liber, i despues ta rekombiná na e elektroda positivo pa forma atòmnan di litio atrobe. P’esei, durante henter e siklo di karga-descarga, litio semper ta eksistí den forma ióniko i nunka den forma di litio metáliko, kual ta e motibu pakiko e tipo di bateria aki ta wòrdu yamá un bateria di litio-ion. Basá riba diferente diseño, e baterianan di ion di litio mas komun riba merkado ta sèlnan di saku, sèlnan silíndriko i sèlnan di boton. E material di elektrodo positivo di bateria di ion di litio ta generalmente un komponente riku na litio, manera LiCoO2, LiFePO4, LiNiO, i LiMnzO2. E material di elektrodo negativo di bateria di litio-ion ta basá prinsipalmente riba grafiet. Pa loke ta trata e elektrolito, solushonnan di salu di litio spesífiko (manera LiPF6, LiASF6, i LiCIO4) disolvé den solventenan orgániko ta wòrdu usá generalmente. E solventenan orgániko aki por ta karbonato di etileno (EC) òf karbonato di dietil (DEC), etc. Ora e bateria ta den un siklo di deskarga di karga-, ionnan di litio ta migra bai bin entre e elektrodenan positivo i negativo. E proseso aki ta wòrdu deskribí figurativamente komo un “bateria di stul di balansa,” manera ta mustra den e diagram aki bou.
Tumando bateria di litio-ion ku òksido di kobalt di litio (LiCoO2) komo e elektroda positivo i grafit komo e elektroda negativo komo ehèmpel, su ekspreshon elektrokímiko ta: (-)CI LiPF(EC+ DEC) / LiCoO2(+).
Reakshon positivo di elektroda:
Reakshon di elektroda negativo:5.2
Reakshon general:5.3
Den esensia, un bateria di ion di litio por wòrdu mira komo un aparato ku ta operá a base di diferensianan den konsentrashon di ion di litio. Durante kargamentu, ionnan di litio ta wòrdu liberá for di e material di elektroda positivo, pasa dor di e elektrolito, i hinká den e material di elektroda negativo, hasiendo e elektroda negativo litio-riku miéntras ku e elektroda positivo ta relativamente litio-pober. Simultáneamente, pa mantené e balansa di karga di henter e sistema, elektronnan korespondiente ta wòrdu suministrá na e elektroda negativo basá riba karbon- a traves di un sirkuito eksterno. Al kontrario, durante deskarga, ionnan di litio ta migra for di e elektroda negativo pa e elektroda positivo, kousando ku e elektroda positivo ta bira litio-riku. Normalmente, durante siklonan di karga-descarga normal, ionnan di litio ta inkorporá i ekstraé repetidamente entre e materialnan di karbon i òksidonan den kapa. E proseso aki ta manifestá prinsipalmente komo kambionan den espasio entre kapa i no ta stroba e struktura básiko di kristal di e materialnan. P’esei, for di e perspektiva di reversibilidat di reakshon, e kambionan kímiko denter di un bateria di ion di litio ta wòrdu konsiderá un proseso reversibel sumamente ideal. Un bateria di litio-ion ta konsistí di kuater komponente básiko: elektroda, elektrolito, separadó i kashi. E elektrodanan ta e komponente sentral di un bateria di ion di litio, ku ta konsistí di materialnan aktivo, agentenan konduktivo, aglutinante i kolektornan di koriente. Materialnan aktivo (òf materialnan di elektroda) ta e materialnan di elektroda den bateria di ion di litio ku ta saka energia eléktriko a traves di reakshonnan elektrokímiko durante karga i deskarga. Nan ta determiná e rendimentu elektrokímiko i karakterístika básiko di bateria di ion di litio. Materialnan aktivo ta inkluí materialnan di elektroda positivo i materialnan di elektroda negativo. Materialnan di elektroda positivo ta prinsipalmente kompositonan di metal komposito den pulver ku potensialnan relativamente haltu (relativo na elektrodanan di metal di litio), manera LiCoO2, LiMnO4, LiNi1-x-Co:MnyO2, LiCo:Ni-O₂, i LiPo.
Materialnan di elektroda negativo ta inkluí materialnan di karbon, materialnan di aleashon, i materialnan di òksido di metal. Aktualmente, e materialnan prinsipal di elektroda positivo i negativo pa bateria di ion di litio ku ta wòrdu usá ampliamente den aparatonan portátil ta LiCoO2 i grafiet, respektivamente. Ademas, agentenan konduktivo (manera asetileno pretu) ta wòrdu agregá generalmente durante fabrikashon di elektroda pa mehorá e konduktividat di e materialnan di elektroda positivo i negativo pa kumpli mihó ku e nesesidatnan di aplikashon práktiko di bateria di ion di litio. Pa garantisá ku e materialnan di elektroda positivo i negativo granular i agentenan konduktivo ta pega firmemente na e kolektor di koriente, un aglutinante ta wòrdu agregá tipikamente. Aglutinante komun ta wòrdu klasifiká komo basá riba zeta- i basá riba awa-. Aglutinantenan basá riba zeta- ta inkluí prinsipalmente fluoruro di polivinilideno (PVDF) i politetrafluoroetileno (PTFE), miéntras ku aglutinantenan basá riba awa- ta prinsipalmente rubber di karboksimetil selulosa/estireno-butadieno (CMC/SBR). E funshon prinsipal di e kolektor di koriente ta pa kondusí elektrónnan for di e material aktivo i distribuí e koriente uniformemente, miéntras ku ta sostené e material aktivo tambe. Kolektornan di koriente generalmente ta nesesario pa tin un forsa mekaniko haltu, bon stabilidat kímiko i konduktividat haltu. E kolektor di koriente pa e elektroda positivo ta papel di aluminio, i e kolektor di koriente pa e elektroda negativo ta papel di koper.
E ròl di e elektrolito ta pa kondusí ionnan di litio entre e elektrodonan positivo i negativo. E eskoho di elektrolito ta determiná pa gran parti e prinsipio di trabou di e bateria i ta afektá su energia spesífiko, rendimentu di seguridat, rendimentu di siklo, rendimentu di velosidat, rendimentu di temperatura abou-, i rendimentu di almasenamentu. Aktualmente, baterianan di litio-ion disponibel komersialmente ta usa prinsipalmente sistemanan di elektrolito no--akuoso, ku ta inkluí solventenan orgániko i salu di litio konduktivo. E solvente orgániko ta e komponente prinsipal di e elektrolito i ta estrechamente relashoná ku su rendimentu; e ta tipikamente un meskla di solventenan orgániko manera etileno karbonato, propileno karbonato, dimetil karbonato i metil etil karbonato. E salu di litio konduktivo ta proveé e ionnan di litio ku ta wòrdu transportá entre e elektrodenan positivo i negativo i ta komponé di anionnan inorgániko òf orgániko i ionnan di litio. Aktualmente, e salu di litio konduktivo prinsipal disponibel komersialmente ta LiPF6. Den e era nobo, pa mehorá e rendimentu elektrokímiko di bateria di ion di litio i logra sierto funshonnan spesial, aditivonan funshonal, manera retardantenan di kandela, hopi bia ta wòrdu agregá na e elektrolito.
Den diseño di bateria di lithium-ion, e separadó ta situá entre e elektrodanan positivo i negativo, i su funshon prinsipal ta pa prevení kontakto direkto entre e dos elektrodanan, evitando asina sirkuitonan kòrtiku. Simultáneamente, e struktura mikroporoso úniko di e material aki ta permití ionnan di litio pasa libremente. E separadó ta hunga un ròl krusial den e kapasidat di almasenamentu di e bateria, bida di siklo i seguridat general; pues, usando un separadó di kalidat haltu-por mehorá e rendimentu elektrokímiko general di e bateria signifikantemente. Aktualmente, e tiponan di separadó mas ampliamente usá riba merkado ta pelíkulanan di resistensia haltu- trahá di poliolefina, inkluyendo produktonan poroso trahá di polipropileno i polietileno, i tambe produktonan fabriká a traves di kopolimerisashon di propileno i etileno òf usando homopolímero di polietileno so. E uso di solventenan no--akuoso den bateria di ion di litio-ta kondusí na un konduktividat di ion di litio- mas abou, loke ta rekerí un área grandi di elektroda. Ademas, e uso di un struktura di spiral-herida durante di ensamblahe di bateria ta nifiká ku e rendimentu di bateria no ta dependé solamente di e elektrodenan mes pero tambe di e aglutinantenan ku ta wòrdu usá den fabrikashon di bateria. E aglutinantenan aki mester garantisá e uniformidat i seguridat di e materialnan aktivo durante fabrikashon di elektroda, pega e materialnan aktivo efektivamente na e kolektor di koriente, fasilitá e formashon di un pelíkula protektivo di SEI (interfase sólido-kletrolito) riba e anodo di grafit, mantené sufisiente stabilidat termal durante sekumentu, i wòrdu muha efektivamente dor di e elektrodo.
E kas pafó ta e kònteiner di un bateria di litio-ion. Kasnan ku ta wòrdu usá komunmente ta inkluí kasnan di staal, kasnan di aluminio, i kasnan komposito di plèstik di aluminio-. Tipikamente, e karka ta nesesario pa wanta kambionan den temperatura haltu i abou i koroshon di e elektrolito.