Jak fungují lithium-iontové baterie

Na příkladu LiCoO systému lithium-iontové sekundární baterie pro ilustraci principu jeho fungování. Obecně se lithium-iontové sekundární baterie skládají z kladné elektrody, elektrolytu, separátoru a záporné elektrody. Během nabíjení se ionty lithia v kladné elektrodě uvolňují z vrstvené struktury LiCoO. Valence prvku Co se zvyšuje z +III na +IV. Materiál kladné elektrody podléhá oxidační reakci. Současně ionty lithia migrují k záporné elektrodě baterie prostřednictvím elektrolytu. LiCx vzniká spojením s uhlíkem ve vrstvené struktuře uhlíkového materiálu. Když je baterie připojena k zátěži, reakce, ke kterým dochází na dvou elektrodách, jsou obrácené reakce reakcí, ke kterým dochází během nabíjení. Separátor je umístěn mezi kladnou a zápornou reakční elektrodou. Separátor může přenášet ionty, ale neumožňuje průchod elektronů. Současně, když dojde k určitému stupni mikrozkratu mezi kladnými a zápornými elektrodami baterie, plní separátor také blokovací a ochrannou roli.

Lithium-iontové baterie jsou dimenzovány na 3,6V. Napětí, když je baterie plně nabitá (nazývané ukončovací napětí) je obecně 4,2 V; koncové napětí lithium-iontové baterie je 2,5V. Pokud se lithium-iontová baterie nadále používá i po poklesu napětí na 2,5 V během používání, nazývá se to nadměrné vybití, které způsobí poškození baterie.
Lithium-iontové baterie jsou poměrně drahé. Pokud nejsou splněny požadavky na nabíjení a používání, snadno exploduje a zkrátí se jeho životnost. Protože lithium-iontové baterie jsou velmi citlivé na teplotu, přepětí, nadproud a nadměrné vybití, mají všechny baterie integrované termistory (monitorování teploty nabíjení) a ochranné obvody proti přepětí, nadproudu a nadměrnému vybití.