بطارية أيون الليثيوم

الاستخدامات

• بطارية جافة قابلة لإعادة الشحن تستخدم في الهاتف المحمول والحاسب المحمول.
• تستخدم أيضًا في بعض السيارات الحديثة بديلًا لمركم الرصاص لخفة وزنها وقدرتها على تخزين كميات كبيرة من الطاقة بالنسبة لحجمها.

لماذا الليثيوم؟

• لسببين: أنه أخف فلز معروف، وأن جهد اختزاله القياسي هو الأصغر بين الفلزات (نحو −3.04 V).

التركيب

• يحتوي الغلاف المعدني على ثلاثة رقائق ملفوفة بشكل حلزوني:
  • الأنود (السالب): جرافيت الليثيوم LiC₆.
  • الكاثود (الموجب): أكسيد الليثيوم كوبلت \(\left(\dfrac{\,\text{LiCoO}_{2}}{\,\text{CoO}_{2}}\right)\).
  • العازل: شريحة رقيقة جدًا من البلاستيك تعزل القطبين وتسمح بمرور الأيونات دون الإلكترونات.
• تغمر الرقائق الثلاث في إلكتروليت لا مائي من سداسي فلوروفوسفيد الليثيوم LiPF₆.

التفاعلات عند التفريغ

• الأنود: LiC₆(s) → C₆(s) + Li⁺(aq) + e⁻
• الكاثود: CoO₂(s) + Li⁺(aq) + e⁻ → LiCoO₂(s)
• التفاعل الكلي: LiC₆(s) + CoO₂(s) ⇌ C₆(s) + LiCoO₂(s) (إلى اليمين تفريغ وإلى اليسار شحن)
• القوة الدافعة: E°cell = 3 V.
• عند التفريغ تنتقل أيونات الليثيوم داخل البطارية عبر الإلكتروليت من الأنود إلى الكاثود، وتتحرك الإلكترونات في الدائرة الخارجية؛ وعند الشحن يحدث العكس.