Gli ioni di litio sono la chimica delle batterie ricaricabili più popolare utilizzata al giorno d'oggi. Tali batterie sono costituite da celle singole o multiple agli ioni di litio e da un circuito di protezione. Vengono chiamate batterie quando la cella o le celle sono installate all'interno di un dispositivo con un circuito di protezione.
L'elettrodo caricato negativamente (noto anche come anodo) e l'elettrodo caricato positivamente (noto anche come catodo) è collegato ai collettori attuali. L'anodo è costituito da grafite e il catodo è costituito da ossido di litio metallico. L'elettrolita (un gel o un liquido che aiuta a condurre l'elettricità) nella batteria è costituito da sale di litio.
I separatori (una pellicola polimerica porosa che separa gli elettrodi consentendo lo scambio di ioni di litio da un lato all'altro) sono costituiti da polietilene o polipropilene.
Durante la carica della cella, quando tra gli elettrodi è collegato un caricatore, il litio è presente sotto forma di ossido di litio metallico al catodo. Quando la corrente scorre dal caricatore attraverso il catodo, il litio stesso viene rilasciato come ione positivo dall'ossido di litio metallico e viaggia verso l'elettrolita fino all'anodo.
All'anodo si combina con l'elettrodo di carbonio per formare carbonio litiato. Gli elettroni fluiscono nella direzione opposta. Al catodo, l'ossido di litio metallico si riduce in ioni di litio, ossido di metallo ed elettroni. All'anodo, il carbonio si combina con gli ioni di litio per formare carbonio litiato.
Durante la scarica della cella, tra gli elettrodi viene collegato un carico. Gli ioni litio sono presenti all'anodo sotto forma di carbonio litiato. La corrente fluisce quindi attraverso il carico dal catodo e gli elettroni fluiscono in direzioni opposte. Gli ioni di litio vengono rilasciati dall'anodo e viaggiano attraverso l'elettrolita verso il catodo.
Al catodo si combinano nuovamente per formare ossido di litio metallico. E il processo continua.
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