Das Funktionsprinzip der Lithium-Ionen-Batterie
Lithium-Ionen-Batterien verwenden Kohlenstoffmaterialien als negative Elektrode und lithiumhaltige Verbindungen als positive Elektrode. Es gibt kein metallisches Lithium, nur Lithium-Ionen, was eine Lithium-Ionen-Batterie ist. Lithium-Ionen-Batterie bezeichnet den allgemeinen Begriff für Batterien mit Lithium-Ionen-Interkalationsverbindung als Kathodenmaterial. Der Lade- und Entladevorgang von Lithium-Ionen-Akkus ist der Vorgang der Einlagerung und Auslagerung von Lithium-Ionen. Beim Prozess der Interkalation und Deinterkalation von Lithiumionen wird es von der Interkalation und Deinterkalation von Lithiumionen äquivalenten Elektronen begleitet (normalerweise wird die positive Elektrode durch Insertion oder Deinterkalation dargestellt und die negative Elektrode wird durch Insertion oder Deinterkalation dargestellt). Während des Lade- und Entladevorgangs werden Lithium-Ionen zwischen den positiven und negativen Elektroden interkaliert/deinterkaliert und hin und her interkaliert/deinterkaliert, was anschaulich als „Schaukelstuhlbatterie“ bezeichnet wird.
Wenn die Batterie geladen wird, werden Lithiumionen an der positiven Elektrode der Batterie erzeugt, und die erzeugten Lithiumionen bewegen sich durch den Elektrolyten zur negativen Elektrode. Der Kohlenstoff als negative Elektrode hat eine Schichtstruktur. Es hat viele Mikroporen. Die Lithium-Ionen, die die negative Elektrode erreichen, werden in die Mikroporen der Kohlenstoffschicht eingebettet. Je mehr Lithium-Ionen eingebracht werden, desto höher ist die Ladekapazität. In ähnlicher Weise werden beim Entladen der Batterie (d. h. bei dem Vorgang, bei dem wir die Batterie verwenden) die in der Kohlenstoffschicht der negativen Elektrode eingebetteten Lithiumionen freigesetzt und wandern zurück zur positiven Elektrode. Je mehr Lithiumionen zur positiven Elektrode zurückgeführt werden, desto höher ist die Entladekapazität.
