Podstawowa zasada działania akumulatora litowo-jonowego

Akumulator litowo-jonowy (Li-ion) składa się z kilku kluczowych elementów: dwóch elektrod (anoda i katoda), separatora, elektrolitu oraz dwóch kolektorów prądu (dodatniego i ujemnego).

Jak to działa:

• Podczas rozładowania: Gdy akumulator się rozładowuje, reakcja chemiczna na anodzie uwalnia dodatnie jony litu do elektrolitu. Elektrolit następnie transportuje te jony litu do katody.
• Anoda poddaje się utlenianiu, tracąc atomy litu i uwalniając elektrony, które gromadzą się na anodzie, czyniąc ją naładowaną ujemnie.
• Jednocześnie katoda poddaje się redukcji, zyskując jony litu z elektrolitu oraz elektrony z obwodu zewnętrznego, co sprawia, że staje się naładowana dodatnio.

• Różnica ładunku: Anoda staje się naładowana ujemnie z powodu gromadzenia się elektronów, podczas gdy katoda staje się naładowana dodatnio z powodu napływu jonów litu.
• Ta różnica ładunku tworzy różnicę potencjałów, mierzoną w woltach, która zależy od stanu naładowania (SoC) akumulatora oraz jego specyficznej chemii. Na przykład typowe ogniwo litowo-jonowe ma zakres napięcia od 3,2 do 4,2 wolta.

Obwód zewnętrzny:

W pojeździe elektrycznym (EV) tę różnicę potencjałów można wykorzystać, tworząc zewnętrzny obwód z użyciem silnika elektrycznego lub innych komponentów elektronicznych. Elektrony przepływają z anody do katody przez ten zewnętrzny obwód, napędzając silnik i zasilając pojazd.

Kolektory prądu:

• Kolektory prądu działają jako przewodniki elektryczne, ułatwiając transfer elektronów między elektrodami a obwodem zewnętrznym.

Dla zainteresowanych głębszym zrozumieniem działania akumulatora litowo-jonowego gorąco polecamy obejrzeć ten wnikliwy film wideo od The Limiting Factor.