Hvordan litium-ion-batterier fungerer

Ta LiCoO-systemets litium-ion sekundærbatteri som et eksempel for å illustrere arbeidsprinsippet. Vanligvis består litium-ion sekundærbatterier av en positiv elektrode, en elektrolytt, en separator og en negativ elektrode. Under lading frigjøres litiumionene i den positive elektroden fra LiCoO-lagstrukturen. Valensen til Co-elementet øker fra +III til +IV. Det positive elektrodematerialet gjennomgår en oksidasjonsreaksjon. Samtidig migrerer litiumionene til den negative elektroden på batteriet gjennom elektrolytten. LiCx genereres ved å kombinere med karbon i den lagdelte strukturen til karbonmaterialet. Når batteriet er koblet til en last, er reaksjonene som oppstår på de to elektrodene de omvendte reaksjonene av reaksjonene som oppstår under lading. Separatoren er plassert mellom de positive og negative reaksjonselektrodene. Separatoren kan overføre ioner, men lar ikke elektroner passere gjennom. Samtidig, når en viss grad av mikrokortslutning oppstår mellom de positive og negative elektroder på batteriet, spiller separatoren også en blokkerende og beskyttende rolle.

Litium-ion-batterier er klassifisert til 3,6V. Spenningen når batteriet er fulladet (kalt termineringsspenning) er vanligvis 4,2V; termineringsspenningen til litium-ion-batteriet er 2,5V. Hvis litium-ion-batteriet fortsetter å brukes etter at spenningen har sunket til 2,5V under bruk, kalles det overutlading, som vil forårsake skade på batteriet.
Litium-ion-batterier er relativt dyre. Hvis kravene til lading og bruk ikke oppfylles, er den lett å eksplodere og redusere levetiden. Fordi litium-ion-batterier er svært følsomme for temperatur, overspenning, overstrøm og overutladning, har alle batterier integrerte termistorer (overvåking av ladetemperatur) og beskyttelseskretser mot overspenning, overstrøm og overutladning.