Liitiumioonaku on omamoodi laetav aku, mis sõltub peamiselt positiivse ja negatiivse elektroodi vahel liikuvast liitiumioonist. Laadimise ja tühjendamise käigus interkaleeritakse Li + kahe elektroodi vahel: Li + interkaleeritakse positiivsest elektroodist ja sisestatakse elektrolüüdi kaudu negatiivsesse elektroodi ning negatiivne elektrood on liitiumirikkas olekus; tühjendamise protsessis on vastupidi. Üldiselt on aku, mille elektroodiks on liitium, kaasaegse suure jõudlusega aku esindaja.
Liitiumioonaku tööpõhimõte
Liitiumioonakudes kasutatakse negatiivse elektroodina süsinikmaterjale ja positiivse elektroodina liitiumühendeid. Metallist liitium puudub, on ainult liitiumioon. Seda nimetatakse liitiumioonakuiks. Liitiumioonaku on üldnimetus patareidele, mille katoodimaterjalidena on liitiumioonioonid. Liitiumioonakude laadimis- ja tühjendusprotsess on liitiumioonide interkalatsiooni ja interkalatsiooni protsess. Liitiumioonide interkalatsiooni ja de interkalatsiooni protsessis kaasneb sellega ekvivalentsete elektronide interkalatsioon ja de interkalatsioon liitiumiooniga (traditsiooniliselt esindab positiivset elektroodi interkalatsioon või de interkalatsioon, negatiivset elektroodi aga interkalatsioon või de interkalatsioon). Laadimis- ja tühjendusprotsessis toimub liitiumioon interkalatsioon / interkalatsioon ja interkalatsioon / interkaleerimine positiivsete ja negatiivsete elektroodide vahel, mida nimetatakse eredalt "kiiktooli akuks".
Aku laadimisel tekib liitiumioon aku positiivsel elektroodil ja tekkinud liitiumioon liigub elektrolüüdi kaudu negatiivsesse elektroodi. Negatiivse elektroodina on süsinikul kihtstruktuur, millel on palju mikropoore. Negatiivse elektroodini jõudvad liitiumioonid on kinnitatud süsinikukihi mikropooridesse. Mida rohkem liitiumioone on manustatud, seda suurem on laadimisvõimsus. Samamoodi, kui aku on tühi (st kui me akut kasutame), tuleb negatiivsesse süsinikukihti sisestatud liitiumioon välja ja liigub tagasi positiivse elektroodi juurde. Mida rohkem liitiumioone positiivsele elektroodile tagasi pöördub, seda suurem on tühjendusvõime.
Üldiselt on liitiumaku laadimisvool seatud vahemikku 0,2–1 ° C. Mida suurem on vool, seda kiirem on laadimine ja seda suurem on aku küte. Pealegi, kui akut laaditakse liiga suure vooluga, pole selle maht piisavalt täis, kuna aku sees olev elektrokeemiline reaktsioon võtab aega. Nii nagu õlle valamine, tekitab see ka liiga kiire mulli, kuid on rahulolematu.
