Litiumbatterier og batterier. Sammensetning av litiumbatterier

Celler eller batterier som har litium som hovedbestanddel, har som en av egenskapene det faktum at de er veldig lette, ettersom litium er det minst tette metallet som hittil er oppdaget. For å gi deg en ide, flyter dette sølvhvite metallet i vannet, da det er dobbelt så tett som det er. Dette skyldes det faktum at litium bare har tre protoner og tre nøytroner.

Det er to hovedtyper litiumbatterier, hvorav den ene kalles litiumjodbatteri. Den ble primært utviklet for bruk i hjertestartere, siden det er veldig lett, trygt (frigjør ikke gasser ettersom det er hermetisk lukket), har det et godt holdbarhet (ca. 8 til 10 år), gir en spenning på 2,8 V og en høy ladetetthet (0,8 Wh / cm³).

Elektrodene er dannet av litium og et jodkompleks, som er atskilt med et krystallinsk lag av litiumjodid som tillater passering av elektrisk strøm. O metallisk litium fungerer som anode av denne cellen, det vil si at det er den negative polen som oksiderer og mister elektroner. allerede den katode, den positive polen som reduserer, mottar elektroner, er jodkompleks.

Se halvreaksjonene som oppstår i elektrodene og ligningen som representerer den globale reaksjonen til denne typen celler:

Anode Halvreaksjon: 2 Li_(s) → 2 leste jeg⁺_(s) + 2e^-

Katode-halvreaksjon: 1 jeg_{2 (r)} + 2e^-→ 2 jeg^-_(s)

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

Litiumjodbatterier er formet som veldig små mynter, som vist i figuren nedenfor:

Den andre typen celle eller batteri er litiumion. Det tar dette navnet nettopp fordi operasjonen er basert på bevegelse av litiumioner (Li⁺). Det er for tiden mye brukt i mobiltelefonbatterier og potensialet varierer mellom 3,0 og 3,5 V.

Anoden og katoden er dannet av atomer anordnet i plan som ark med mellomrom der litiumioner er satt inn. O anode er dannet av grafitt med kobbermetall og ionene er interkalert i planene av sekskantede karbonstrukturer, og danner følgende stoff: lese_yÇ_6­. allerede den katode er dannet av litiumioner interkalert i et oksid med en lamellstruktur (lese_xCoO₂).

Dermed har vi at litiumioner forlater anoden og migrerer gjennom et ikke-vandig løsningsmiddel til katoden.

Anodehalvreaksjon: Li_yÇ_{6 (s)} → y Li + Ç₆+y-
Katode-halvreaksjon: Li_xCoO_{2 (r)} + y lese⁺_(s) + y og^- → Jeg leste_{x + y}CoO_{2 (r)}
Global reaksjon: Li_yÇ_{6 (s)} + lese_xCoO₂ → Ç_6(s) +lese_{x + y}CoO_{2 (r)} 

Disse batteriene er oppladbare, bare ved bruk av en ekstern elektrisk strøm som forårsaker migrasjon av litiumioner i motsatt retning, det vil si fra oksid til grafitt.

Av Jennifer Fogaça
Uteksamen i kjemi

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