Liitiumpatareid ja patareid. Liitiumpatareide koostis

Rakkude või patareide, mille põhikomponendiks on liitium, üheks omaduseks on asjaolu, et need on väga kerged, kuna liitium on seni kõige vähem avastatud metall. Idee andmiseks hõljub see hõbevalge metall vees, kuna see on kaks korda tihedam kui see on. See on tingitud asjaolust, et liitiumil on ainult kolm prootonit ja kolm neutronit.

Liitiumpatareisid on kahte tüüpi, millest ühte nimetatakse liitium-joodpatarei. See töötati välja peamiselt kasutamiseks aastal südamestimulaatorid, kuna see on väga kerge, ohutu (ei eralda gaase, kuna see on hermeetiliselt suletud), on sellel hea vastupidavus (umbes 8 kuni 10 aastat), annab pinge 2,8 V ja suure laengutiheduse (0,8 Wh / cm³).

Elektroodid moodustavad liitium ja joodikompleks, mis on eraldatud liitiumjodiidi kristalse kihiga, mis võimaldab elektrivoolu läbida. O metalliline liitium töötab nagu anood selle elemendi, see tähendab, et negatiivne poolus oksüdeerub, kaotades elektrone. juba katood, positiivne poolus, mis redutseerib, vastu võttes elektrone, on joodikompleks.

Vaadake elektroodides esinevaid poolreaktsioone ja seda tüüpi rakkude globaalset reaktsiooni tähistavat võrrandit:

Anoodi poolreaktsioon: 2 Li_s) → 2 lugesin⁺_s) + 2e^-

Katoodi poolreaktsioon: 1 I_{2 (s)} + 2e^-→ 2 I^-_s)

Globaalne reaktsioon: 2 Li_s) + 1 I_{2 (s)} → 2 LiI_s)

Liitium-joodpatareid on väga väikeste müntide kujulised, nagu on näidatud alloleval joonisel:

Teist tüüpi elemendid või patareid on liitiumioon. Selle nime võtab ta just seetõttu, et selle töö põhineb liitiumioonide (Li⁺). Praegu kasutatakse seda laialdaselt aastal mobiiltelefonide patareid ja selle potentsiaal varieerub vahemikus 3,0 kuni 3,5 V.

Ärge lõpetage kohe... Pärast reklaami on veel rohkem;)

Anoodi ja katoodi moodustavad aatomid, mis on paigutatud tasapindadesse nagu lehed, mille ruumidesse on liitiumioonid sisestatud. O anood on moodustatud grafiidist vaskmetalliga ja ioonid on interkaleerunud kuusnurkse süsiniku struktuuride tasapindades, moodustades järgmise aine: lugeda_yÇ_6­.juba katood moodustub liitiumioonidest, mis on interkaleeritud lamellaarse struktuuriga oksiidis (lugeda_xCoO₂).

Seega on liitiumioonid anoodist lahkunud ja migreeruvad läbi mittevesilahusti katoodi.

Anoodi poolreaktsioon: Li_yÇ_{6 (s)} → y Li + Ç₆+y-
Katoodi poolreaktsioon: Li_xCoO_{2 (s)} + y lugeda⁺_s) + y ja^- → lugesin_{x + y}CoO_{2 (s)}
Ülemaailmne reaktsioon: Li_yÇ_{6 (s)} + lugenud_xCoO₂ → Ç_6s) +lugeda_{x + y}CoO_{2 (s)} 

Need patareid on laetavad, kasutades lihtsalt välist elektrivoolu, mis põhjustab liitiumioonide rände vastupidises suunas, see tähendab oksiidilt grafiidile.

Autor Jennifer Fogaça
Lõpetanud keemia

Kas soovite sellele tekstile viidata koolis või akadeemilises töös? Vaata:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Liitiumpatareid ja patareid"; Brasiilia kool. Saadaval: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilhas-baterias-litio.htm. Juurdepääs 28. juunil 2021.