Lithium-batterier og batterier. Sammensætning af lithiumbatterier

Celler eller batterier, der har lithium som hovedbestanddel, har som en af ​​deres egenskaber det faktum, at de er meget lette, da lithium er det mindst tætte metal, der hidtil er opdaget. For at give dig en idé flyder dette sølvhvide metal i vandet, da det er dobbelt så tæt som det er. Dette skyldes, at lithium kun har tre protoner og tre neutroner.

Der er to hovedtyper af lithiumbatterier, hvoraf den ene kaldes lithiumjodbatteri. Det blev primært udviklet til brug i hjertepacemakere, da det er meget let, sikkert (frigiver ikke gasser, da det er hermetisk lukket), har det et godt holdbarhed (ca. 8 til 10 år), giver en spænding på 2,8 V og en høj ladningstæthed (0,8 Wh / cm³).

Elektroderne er dannet af lithium og et iodkompleks, som er adskilt af et krystallinsk lag af lithiumiodid, der muliggør passage af elektrisk strøm. O metallisk lithium fungerer som anode af denne celle, det vil sige det er den negative pol, der oxiderer og mister elektroner. allerede den katode, den positive pol, der reducerer, modtager elektroner, er jodkompleks.

Se de halvreaktioner, der forekommer i elektroderne, og ligningen, der repræsenterer den globale reaktion af denne type celle:

Halvreaktion af anode: 2 Li_(s) → 2 læste jeg⁺_(s) + 2e^-

Katode-halvreaktion: 1 I_{2 (s)} + 2e^-→ 2 I^-_(s)

Global reaktion: 2 Li_(s) + 1 jeg_{2 (s)} → 2 LiI_(s)

Lithium-jod-batterier er formet som meget små mønter, som vist i nedenstående figur:

Den anden type celle eller batteri er lithiumion. Det tager dette navn nøjagtigt, fordi dets drift er baseret på bevægelse af lithiumioner (Li⁺). Det er i øjeblikket meget brugt i mobiltelefonbatterier og dets potentiale varierer mellem 3,0 og 3,5 V.

Anoden og katoden er dannet af atomer arrangeret i planer som ark med rum, hvor lithiumioner er indsat. O anode er dannet af grafit med kobbermetal, og ionerne er indskudt i planerne med sekskantede kulstofstrukturer og danner følgende stof: Læs_yÇ_6­. allerede den katode er dannet af lithiumioner interkaleret i et oxid med en lamellær struktur (Læs_xCoO₂).

Således har vi, at lithiumioner forlader anoden og migrerer gennem et ikke-vandigt opløsningsmiddel til katoden.

Anodehalvreaktion: Li_yÇ_{6 (s)} → y Li + Ç₆+y-
Katode-halvreaktion: Li_xCoO_{2 (s)} + y Læs⁺_(s) + y og^- → Jeg læste_{x + y}CoO_{2 (s)}
Global reaktion: Li_yÇ_{6 (s)} + læs_xCoO₂ → Ç_6(s) +Læs_{x + y}CoO_{2 (s)} 

Disse batterier er genopladelige ved simpelthen at bruge en ekstern elektrisk strøm, der forårsager migration af lithiumioner i den modsatte retning, det vil sige fra oxid til grafit.

Af Jennifer Fogaça
Uddannet i kemi

Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilhas-baterias-litio.htm