Metal aleazio profesionalak eta kalitate handikoak, zeramikazko produktuak eta hormigoizko gehigarriak | RBOSCHCO
(Litio-ioizko baterien sailkapena materialen ikuspegitik)
Berun-oinarritutako eta nikel-oinarritutako pilen antzera, litio-ioiek elektrodo positibo bat (katodoa), elektrodo negatiboa (anodoa) eta elektrolito bat erabiltzen dituzte eroale gisa. Hari positiboa oxido metalikoa da eta elektrodo negatiboa grafito porotsuz osatuta dago. Deskargan, litio ioiak elektrodo negatibotik elektrodo positibora mugitzen dira elektrolitoaren eta bereizgailuaren bidez; kargatzean, litio ioiak elektrodo positibotik elektrodo negatibora doaz kontrako norabideetan.
Bateria kargatu eta deskargatzen denean, Li+ elektrodo positiboen eta negatiboen artean ibiltzen da, deskargan, anodoa oxidatu egiten da, elektroiak galtzen ditu eta katodoa murrizten da partikulak lortzeko; kargatzean, karga kontrako noranzkoan mugitzen da.
Litio-ioizko bateria mota asko daude, elektrodoaren materialaren arabera. Baina material desberdinak aukeratzen dituzunean, bateriaren errendimendua asko aldatuko da.
Elektrodo positiboko material guztiek Li+ dute. Litio kobalto oxido arrunta (litio kobalto oxidoa), litio manganeso oxidoa (espinela edo litio manganato gisa ere ezaguna), litio burdin fosfatoa, nikel kobalto manganeso material ternarioa (NMC) [3] eta litio nikel kobaltoa aluminio oxidoa (NCA). Material hauek guztiek goiko energia-muga teoriko bat dute (litio-ioiek 2000 kWh inguruko ahalmen teorikoa du, hau da, litio-ioizko bateria komertzialen energia espezifikoa baino hamar aldiz gehiago).
Sonyren jatorrizko litio-ioizko bateriak kokea erabiltzen du (ikatz-produktua) elektrodo-material kaltegarri gisa. 1997az geroztik, litio-ioizko bateria-fabrikatzaile gehienek, Sony barne, anodoen materialak grafito bihurtu dituzte, eta ondorioz, deskarga-kurba laua da. Grafitoa arkatzetan erabiltzen den karbono forma bat da. Kargatzean litio ioiak ondo gorde ditzake eta ziklo luzea eta egonkortasun bikaina ditu. Karbonozko materialen artean, grafitoa da ohikoena, eta ondoren karbono gogorra eta karbono biguna. Beste karbono batzuek, karbono nanohodiak adibidez, ez dute oraindik erabilera komertziala aurkitu. Beheko irudiak elektrodo negatibo gisa grafitoa duen litio-ioizko bateria moderno baten tentsio-deskarga-kurbak alderatzen ditu eta koke-elektrodo negatibo zahar batekin litio-ioizko bateria batena.
Funtzionamendu normalaren deskarga-tartean, bateriak tentsio-kurba laua izan behar du, lehengo kokea baino hobea dena.
Anodoen materialak ere eboluzionatzen ari dira, eta ikertzaileak etengabe ari dira material berriekin esperimentatzen, silizioan oinarritutako aleazioak barne. Aleazio honetan, sei karbono atomo litio-ioi batekin lotzen dira, eta silizio atomo batek lau litio ioi lotu ditzake. Horrek esan nahi du siliziozko elektrodo negatiboak teorikoki grafito materialaren energiaren hamar aldiz gorde dezakeela. Gaur egun, silizio-materialak %20-%30 handitu dira gaitasun espezifikoan, karga potentziala eta ziklo-bizitza murrizteko kostuarekin. Dena den, arazoa da karga-prozesuan litio-ioiak bolumenean erraz hedatzen direla silizioan oinarritutako materialan txertatu ondoren (hasierako tamaina lau aldiz baino gehiago hazten da).
Nanoegituratutako litio titanato-gatzak ziklo-bizitza eta karga-gaitasun ona du, tenperatura baxuko errendimendu bikaina eta segurtasun funtzionalaren errendimendu elektrodo material kaltegarri gisa. Hala ere, bere funtzio espezifikoa baxua da eta kostua handia da.
(Litio-ioizko baterien sailkapena materialen ikuspegitik)
