Механизмът на действие на литиево-йонната батерия

Литиево-йонна батерияизползва въглероден материал като отрицателен електрод и литиево-съдържащо съединение като положителен електрод. Няма метален литий, а само литиеви йони. Това е литиево-йонна батерия. Литиево-йонна батерия се отнася до общ термин за батерии с литиево-йонни интеркалационни съединения като катодни материали. Процесът на зареждане и разреждане на литиево-йонни батерии е процес на интеркалиране и деинтеркалиране на литиеви йони. В процеса на интеркалиране и деинтеркалиране на литиеви йони се придружава от интеркалиране и деинтеркалиране на електрони, еквивалентни на литиеви йони (обикновено положителният електрод е представен от интеркалация или деинтеркалация, а отрицателният електрод е представен от интеркалация или деинтеркалация). По време на процеса на зареждане и разреждане литиевите йони се интеркалират/деинтеркалират и интеркалират/деинтеркалират напред и назад между положителните и отрицателните електроди, което ярко се нарича „батерия на люлеещия се стол“.

Когато батерията е заредена, литиеви йони се генерират на положителния електрод на батерията и генерираните литиеви йони се придвижват към отрицателния електрод през електролита. Въглеродът като отрицателен електрод има слоеста структура и има много микропори. Литиевите йони, достигащи до отрицателния електрод, се вграждат в микропорите на въглеродния слой. Колкото повече литиеви йони са вградени, толкова по-висок е капацитетът на зареждане. По същия начин, когато батерията се разреди (т.е. процесът, в който използваме батерията), литиевите йони, вградени във въглеродния слой на отрицателния електрод, излизат и се връщат обратно към положителния електрод. Колкото повече литиеви йони се връщат към положителния електрод, толкова по-висок е капацитетът на разреждане.

Обикновено зарядният ток на литиевите батерии е настроен между 0,2C и 1C. Колкото по-висок е токът, толкова по-бързо е зареждането и толкова по-голяма е топлината на батерията. Освен това, ако токът е твърде голям за зареждане, капацитетът не е пълен, тъй като електрохимичната реакция вътре в батерията отнема време. Точно както при наливане на бира, ако я налеете твърде бързо, тя ще произведе пяна и ще стане недоволна.