Mga Pagtingin: 0 May-akda: Site Editor Oras ng Pag-publish: 2026-08-24 Pinagmulan: Site
Ang isang lithium ion ay may singil na +1, at ang pangunahing katangiang ito ang nagtutulak sa lithium ion na singil na nagpapagana sa iyong mga device. Isipin mo itong parang magnet na may positibong poste—laging humihila, hindi neutral. Ang nag-iisang positibong singil na ito ay ang makina sa likod ng bawat baterya ng lithium ion na pagmamay-ari mo.
Malalaman mo kung bakit umiiral ang charge na ito sa atomic level, at kung paano dumadaloy ang lithium ion charge sa 3.7v lithium na baterya sa iyong bulsa. Sa pagtatapos, mauunawaan mo ang simpleng agham sa likod ng iyong mga pang-araw-araw na device, mula sa mga smartphone hanggang sa mga de-kuryenteng sasakyan.
A Ang lithium ion ay may +1 na singil dahil nagbibigay ito ng isang electron upang maging matatag.
Ang +1 charge na ito ay nagtutulak ng mga ion sa loob ng isang baterya, na ginagawa ang electric current na nagpapatakbo ng mga device.
Ang pag-unawa sa simpleng singil na ito ay nakakatulong sa iyong makita kung paano gumagana ang mga baterya at kung bakit mahusay ang mga ito.
Ang bawat atom ay naglalaman ng tatlong pangunahing mga particle. Ang mga proton ay may positibong singil. Ang mga neutron ay neutral, kaya wala silang electric pull. Ang mga electron ay may negatibong singil. Isipin ang atom tulad ng isang maliit na solar system. Ang nucleus ay nasa gitna. Ang mga proton at neutron ay kumpol sa nucleus. Ang mga electron ay umiikot sa mga shell sa paligid ng nucleus.
Ang Lithium ay may atomic number na 3. Ibig sabihin, mayroon itong 3 proton sa nucleus nito. Ang isang neutral na lithium atom ay mayroon ding 3 electron. Ang mga positibo at negatibong singil ay nagbabalanse sa isa't isa. Ang atom ay walang kabuuang singil. Ito ay nasa estado ng balanse ng kuryente.
Ari-arian |
Halaga |
|---|---|
Numero ng Atomic |
3 |
6.94 |
Ang natural na nagaganap na lithium ay may dalawang anyo na tinatawag na isotopes. Ang Lithium-6 ay may 3 proton at 3 neutron. Ang Lithium-7 ay may 3 proton at 4 na neutron . Ang Lithium-7 ay mas karaniwan. Ito ay bumubuo higit sa 92% ng natural na lithium. Ang parehong isotopes ay may 3 proton at 3 electron sa kanilang neutral na estado. Ang balanse ng mga proton at electron ay pareho sa parehong anyo.
Sa isang neutral na lithium atom, mayroong 3 positibong proton. Mayroon ding 3 negatibong electron. Ang atom ay balanse. Ngunit ang balanseng ito ay hindi tumatagal.
Ang mga electron ng Valence ay ang mga electron sa pinakalabas na shell ng isang atom. Ang mga electron na ito ay maaaring bumuo ng mga kemikal na bono. Sila ang nagpapasya kung paano tumutugon ang isang atom sa ibang mga atomo.
Ang Lithium ay may electron configuration na 1s⊃2;2s⊃1;. Ang unang shell ay mayroong 2 electron. Ang pangalawang shell ay mayroong 1 elektron. Ang nag-iisang panlabas na elektron ay ang valence electron. Ang elektron na ito ay maluwag na hawak ng nucleus.
Gusto ng mga atomo ng katatagan. Gusto nila ng buong panlabas na shell. Ang Helium ay mayroon na nito. Ang helium ay may isang buong unang shell na may 2 electron. Maaaring maabot ng Lithium ang parehong estado sa pamamagitan ng pagkawala ng isang valence electron nito.
Ang pag-alis ng elektron na ito ay nangangailangan ng enerhiya. Ang unang enerhiya ng ionization ng lithium ay 520 kJ/mol.
Ang unang enerhiya ng ionization ng lithium ay 520 kJ/mol.
Ihambing ito sa pagkakaroon ng electron. Kapag ang lithium ay nakakuha ng isang elektron, ito ay naglalabas lamang 59.6 kJ/mol . Mas pinipili ng Lithium na mawala ang elektron nito. Ang resultang katatagan ay ginagawang sulit ang kalakalan.
Kapag nawalan ng valence electron ang lithium, nagbabago ang atom. Mayroon na itong 3 proton ngunit 2 electron lamang. Ang positibong singil ay mas malaki kaysa sa negatibo. Ang resulta ay isang netong singil na +1.
Ang Lithium, na may pagsasaayos na 1s⊃2;2s⊃1;, ay nawawalan ng isang electron upang maabot ang noble-gas configuration ng helium , 1s⊃2;, na bumubuo ng Li⁺. Ang Li⁺ at Siya ay may parehong mga pagsasaayos ng elektron.
Ito ang lithium ion charge. Ang atom ay nagbabago mula sa neutral na lithium hanggang sa isang lithium ion. Ang ion na ito ay may net positive charge na +1. Ang simpleng katotohanang ito ay nagtutulak chemistry ng baterya . Nais ng atom na tanggalin ang elektron na iyon. Nais nitong maabot ang isang matatag na estado. Pinapalakas ng hangaring ito ang iyong mga device.
Pinagmulan ng Larawan: pexels
Ang isang lithium-ion na baterya ay may tatlong pangunahing bahagi. Ang anode ay ang negatibong elektrod. Ang katod ay ang positibong elektrod. Ang electrolyte ay nakaupo sa pagitan nila at hinahayaan ang mga ion na gumalaw . Hinahayaan nitong dumaan ang mga lithium ions ngunit hinaharangan nito ang mga electron. Ang mga Lithium salt tulad ng LiPF₆ ay natutunaw sa isang likido upang gawin ang landas na ito. Ang kakayahan ng electrolyte na magdala ng mga ions ay tungkol sa 10 mS/cm sa temperatura ng kuwarto. Ang bilis na ito ang nagpapasya kung gaano kabilis ang pag-discharge ng baterya.
Kapag ginamit mo ang iyong device, magsisimulang mag-discharge ang baterya. Ang mga atomo ng lithium sa anode ay nawawalan ng mga electron . Ito ay tinatawag na oksihenasyon. Ang mga atomo ay nagiging Li⁺ ion. Ang lithium ion charge na +1 ay nagtutulak sa buong proseso.
Ang electrolyte ay nagdadala ng mga positibong ion na ito mula sa anode hanggang sa katod . Ang mga electron ay kumuha ng ibang landas. Naglalakbay sila sa labas ng circuit. Nagbibigay ito ng kapangyarihan sa iyong device. Ang paghihiwalay ng mga landas na ito ay napakahalaga. Ang daloy ng elektron sa circuit ay gumagawa ng electric current na ginagamit ng iyong telepono.
Ang anode sa mga komersyal na cell ay kadalasang gawa sa graphite, silicon, o isang halo ng pareho . Ang mga materyales ng cathode ay higit na nag-iiba. Gumagamit ang mga tagagawa ng lithium cobalt oxide (LCO), lithium manganese oxide (LMO), lithium iron phosphate (LFP), o lithium nickel manganese cobalt oxide (NMC). Ang bawat halo ay nagbibigay ng bahagyang naiibang pagganap.
Ang boltahe na nakikita mo sa isang label ng baterya ay nagmula sa kemikal na prosesong ito. Ang isang cell ay nagbibigay ng a nominal na boltahe sa pagitan ng 3.6V at 3.7V . Ang 3.7V na numero ay kadalasang isang label sa marketing. Ang aktwal na average sa panahon ng discharge ay mas malapit sa 3.6V. Ang boltahe na ito ay nagmumula sa mga partikular na katangian ng mga materyales ng elektrod.
Ang daloy ng elektron ay sumusunod sa isang malinaw na pagkakasunud-sunod sa panahon ng paglabas :
Ang reaksyon ng anode oxidation ay nagpapadala ng mga electron sa labas ng circuit.
Ang mga electron na ito ay naglalakbay sa circuit patungo sa positibong elektrod.
Ang reaksyon ng pagbabawas ng cathode ay gumagamit ng mga electron na ito.
Ang bilis ng paglabas ng elektron ay nagpapasya kung gaano karaming kasalukuyang dumadaloy sa iyong device.
Binabaliktad ng pag-charge ang buong prosesong ito. Ang isang panlabas na pinagmumulan ng kuryente ay nagtutulak ng mga electron pabalik sa anode. Ang mga lithium ions ay naglalakbay pabalik sa pamamagitan ng electrolyte upang sumali sa kanila. Ibinabalik ng reverse flow na ito ang baterya sa handa nitong estado.
Ang mga ion ay dumudulas sa mga layer ng grapayt intercalation . Ang prosesong ito naglalagay ng mga lithium ions sa pagitan ng mga layer ng graphite nang hindi nasisira ang istraktura. Ang framework ay nananatiling buo, na tumutulong sa baterya na tumagal nang mas matagal. Sa panahon ng paglabas, ang mga ion ay umaalis sa pamamagitan ng deintercalation at dumadaloy pabalik sa katod.
Ang cycle na ito ay umuulit na may napakataas na kahusayan. Ang mga bateryang Li-ion ay mayroon Coulombic na kahusayan sa higit sa 99% . Ang ilang mga cell ay nagsisimula sa 99.1% at bumubuti sa 99.5% pagkatapos ng 15 cycle. Ang iba ay nagsisimula sa 99.5% at umabot 99.9% pagkatapos ng 30 cycle . Nangangahulugan ito na halos bawat elektron at ion ay gumagawa ng kapaki-pakinabang na gawain.
Ang full-charge na boltahe para sa isang cell ay karaniwang 4.2V. Ang discharge cutoff ay nasa paligid ng 3.0V. Ang nominal ang 3.7V lithium battery sa saklaw na ito. Gumagana Ang bawat 3.7V lithium na baterya na pagmamay-ari mo ay gumagamit ng parehong pangunahing chemistry.
Ang singil sa +1 ang nagtutulak sa buong prosesong ito. Kung wala ito, ang mga ion ay hindi gagalaw. Ang mga electron ay hindi dumaloy. Hindi gagana ang iyong rechargeable na baterya. Ang simpleng positibong singil na ito ay ginagawang elektrikal na enerhiya ang kemikal na enerhiya. Pinapaandar nito ang lahat mula sa iyong smartphone hanggang sa iyong de-kuryenteng sasakyan.
Ang lithium ion charge ng +1 ay nagsisimula sa isang nawawalang electron. Ang positibong singil na ito ay naglilipat ng mga ion mula sa anode patungo sa katod at pabalik. Umaasa ka sa daloy na ito araw-araw. Ang parehong chemistry ay nagpapagana sa iyong smartphone at de-kuryenteng sasakyan. Ang inaasahang pandaigdigang pangangailangan para sa mga li-ion na baterya ay umabot 2,722 GWh pagsapit ng 2030 . Ang iyong 3.7v lithium na baterya ay nakasalalay sa eleganteng prinsipyong ito. Ginagawang posible ng charge na ito ang modernong portable power.
Ang isang lithium atom ay nagbibigay ng isang elektron upang maging matatag. Pagkatapos nito, mayroon itong 3 proton ngunit 2 electron lamang. Ang sobrang proton ay nagbibigay sa lithium ion ng +1 na singil nito.
Ang isang cell ay umabot sa 4.2V kapag ganap na na-charge. Ang karaniwang rating ay 3.7V. Iyong Gumagana ang 3.7v lithium na baterya sa pagitan ng 3.0V at 4.2V sa pang-araw-araw na paggamit.
Karamihan sa mga li-ion na baterya ay kayang humawak ng 300 hanggang 500 buong singil bago mawalan ng kapansin-pansing kapasidad. Ang isang buong ikot ay nangangahulugan ng isang singil at isang paglabas. Ang iyong rechargeable na baterya ay unti-unting nauubos sa bawat cycle.
