הפונקציה של סוללת ליתיום של פטיש חשמלי לכלי חשמלי

בחברה של היום, מחסור באנרגיה, זיהום סביבתי ונושאים אחרים העלו סוגיות חשובות לאנושות.יצרני סוללות שונים חקרו ופיתחו באופן פעיל סוגים שונים של סוללות, במיוחד סוללות ליתיום-יון כוח ליתיום-יון כנציג מתקדם לפתרון בעיה זו.צוואר הבקבוק ביישום ובקידום של סוללות ליתיום-יון המופעלות על ידי ליתיום הוא שסוללה אחת בחבילת הסוללות נכשלת במהלך היישום המשולב, וכתוצאה מכך ירידה בביצועים הכוללים של ערכת הסוללות וחבילת הסוללות בשימוש מופרז .

מקדחה פטיש אלחוטית 20 מ"מכמו החומר הפעיל של הסוללה נקרא סוללת ליתיום יון, המחולקת לסוללת ליתיום יון ראשונית וסוללת ליתיום יון משנית.

סוללה שיכולה להכניס ולבטל יוני ליתיום עם נתוני פחמן יכולה להחליף ליתיום טהור כאלקטרודה שלילית, תרכובת ליתיום יכולה לשמש כאלקטרודה חיובית, ואלקטרוליט מעורב יכול לשמש כאלקטרוליט.
הנתונים של האלקטרודה החיובית של סוללת ליתיום יון מורכבים בדרך כלל מתרכובות פעילות של ליתיום, בעוד שהאלקטרודה השלילית היא פחמן עם מבנה מולקולרי מיוחד.המרכיב החשוב המשותף של נתונים חיוביים הוא LiCoO2.בעת הטעינה, הפוטנציאל החשמלי של הקוטב הצפוני והדרומי של הסוללה מאלץ את התרכובת באלקטרודה החיובית לשחרר יוני ליתיום, ומולקולות האלקטרודה השליליות משובצות בפחמן במבנה שכבות.במהלך הפריקה, יוני ליתיום מופרדים מהפחמן השכבתי ומתחברים מחדש עם התרכובת הטעונה חיובית.זרם חשמלי מתרחש בתנועה של יוני ליתיום.

למרות שעיקרון התגובה הכימית הוא פשוט מאוד, בייצור תעשייתי בפועל, ישנן סוגיות מעשיות רבות שיש לקחת בחשבון: הנתונים של האלקטרודה החיובית חייבים להתעקש על פעולות טעינה חוזרות ונשנות של התוספים, ונתוני האלקטרודה השלילית חייבים להכיל יותר יוני ליתיום ברמת עיצוב המבנה המולקולרי;לאלקטרוליט שמתמלא בין האלקטרודה החיובית לאלקטרודה השלילית, בנוסף ליציבות, יש גם מוליכות מצוינת להפחתת ההתנגדות של הסוללה.

למרות שלסוללת הליתיום-יון אין כמעט אפקט ריקול, הקיבולת שלה עדיין תקטן לאחר טעינה חוזרת ונשנית, מה שנובע בעיקר מהשינויים בנתונים החיוביים והשליליים עצמם.מרמה מולקולרית, מבנה החלל של יוני הליתיום על האלקטרודות החיוביות והשליליות יתמוטט בהדרגה ויחסום.מנקודת מבט כימית, מדובר בפסיבציה של פעילות הנתונים של האלקטרודה החיובית והאלקטרודה השלילית, ומופיעות תרכובות אחרות היציבות בתגובה המשנית.ישנם גם כמה תנאים פיזיים, כמו הפשטה הדרגתית של נתוני האלקטרודה החיוביים, מה שבסופו של דבר יפחית את כמות יוני הליתיום בסוללה, ויאפשר לה לנוע בחופשיות במהלך הטעינה והפריקה.

טעינת יתר ופריקה יוצרים נזק קבוע לאלקטרודות של סוללות ליתיום-יון.ברמה המולקולרית, ניתן להבין אינטואיטיבית שפליטת פחמן של האנודה תגרום לשחרור יתר של יוני ליתיום ולירידה במבנה השכבה, וטעינת יתר תגרום ליותר מדי יוני הליתיום כמעט ולא מחוברים למבנה של הפחמן הקתודי. אי אפשר יותר לשחרר יוני ליתיום.זו הסיבה שסוללות ליתיום-יון מצוידות בדרך כלל במעגלי בקרת טעינה ופריקה.