Litiumioniakun ominaisuudet

Litium on pienin ja aktiivisin metalli kemiallisessa jaksollisessa taulukossa. Pieni koko, suuri kapasiteettitiheys, kuluttajat ja insinöörit ovat laajalti tyytyväisiä. Jos kemialliset ominaisuudet ovat kuitenkin liian aktiivisia, se tuo suuren riskin. Kun litiummetalli altistuu ilmalle, se tuottaa kovan hapetusreaktion hapen kanssa ja räjähtää. Turvallisuuden ja jännitteen parantamiseksi tutkijat ovat keksineet materiaaleja, kuten grafiittia ja litiumkobolttioksidia litiumatomien varastoimiseksi. Näiden materiaalien molekyylirakenne muodostaa nanomittakaavan hienon varastointiristikon, jota voidaan käyttää litiumatomien varastointiin. Tällä tavalla, vaikka akun kuori rikkoutuisi ja happi pääsee sisään, happimolekyylit ovat liian suuria päästäkseen näihin pieniin varastointikennoihin, jotta litiumatomit eivät kosketa happea ja välttävät räjähdyksen. Tämä litiumioniakun periaate antaa ihmisille mahdollisuuden saavuttaa suuri kapasiteettitiheys ja turvallisuus samanaikaisesti.

Kun litiumioniakku on ladattu, positiivisen elektrodin litiumatomi menettää elektroneja ja hapettuu litiumioneiksi. Litiumionit uivat negatiiviseen elektrodiin elektrolyytin läpi, tulevat negatiivisen elektrodin varastokennoon, saavat elektronin ja vähenevät litiumatomeiksi. Purkamisen aikana koko menettely käännetään. Akun positiivisten ja negatiivisten elektrodien välisestä suorasta kosketuksesta johtuvan oikosulun estämiseksi akkuun lisätään kalvopaperi, jossa on monia hienoja reikiä oikosulun estämiseksi. Hyvä kalvopaperi voi myös sulkea huokoset automaattisesti, kun akun lämpötila on liian korkea, jotta litiumionit eivät pääse läpi, jotta taistelulajit tuhlaavat ja estävät vaaran.