Litiumakun kemiallisen reaktion periaatteet
Litiumakut jaetaan yleensä kahteen luokkaan:
Litiumioniakku: Litiumioniakku on yleensä akku, joka käyttää litiumioniakkua positiivisena elektrodimateriaalina, grafiittia negatiivisena elektrodimateriaalina ja vedetöntä elektrolyyttiä.
Litiummetalliakku: Litiummetalliakku on yleensä akku, joka käyttää mangaanidioksidia positiivisena elektrodimateriaalina, metallilitiumia tai sen seosmetallia negatiivisena elektrodimateriaalina ja käyttää vedetöntä elektrolyyttiliuosta.
Litium-metalliakku
Litiummetalliakut ovat akkutyyppi, joka käyttää litiummetallia tai litiumseosta negatiivisena elektrodimateriaalina ja käyttää vedetöntä elektrolyyttiliuosta. Vanhimmassa litiumakussa käytettiin seuraavaa reaktiota: Li+MnO2=LiMnO2, reaktio on hapetus-pelkistysreaktio, purkaus.
Litiumioniakku
positiivinen elektrodi
Katodimateriaali: Saatavilla on monia katodimateriaaleja, ja useimmat nykyiset päätuotteet käyttävät litiumrautafosfaattia. Eri katodimateriaalien vertailu:
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
Litium-rautafosfaatti
Positiivinen elektrodireaktio: Litiumionit interkaloituvat purkautumisen aikana, ja litiumionit deinterkaloituvat latauksen aikana. Ladattaessa: LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- Purkaessaan: Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4
Anodimateriaali: enimmäkseen käytetään grafiittia. Uusi tutkimus on osoittanut, että titanaatti voi olla parempi materiaali. Negatiivinen reaktio: Litiumionit irrotetaan purkauksen aikana ja litiumionit lisätään latauksen aikana. Ladattaessa: xLi+ + xe- + 6C → LixC6 Purattaessa: LixC6 → xLi+ + xe- + 6C
Litiumkobolttioksidi
Reaktio positiivisella elektrodilla on:
LiCoO2=Lataus=Li1-xCoO2+XLi++ Xe-
Li1-xCoO2+XLi+ + Xe-=purkaus=LiCoO2
Reaktio negatiivisella elektrodilla on:
6C{{1}}XLi+ + Xe-=Charge=LixC6
LixC6=purkaus=6C{{2}}XLi+ + Xe-
