مكونات القطب الموجب لبطارية الليثيوم

بَطَّارِيَّةُ أَيُون اَلْلِيثْيُوم أو بطارية شاردية ليثيومية نوع من ( / )، يتكون (القطب الموجب) من عنصر . ويتكون (القطب السالب) عادة من (). وتشمل مركمات أو بطاريات أيون الليثيوم عدة أنواع من البطاريات تعتمد على نوع التفاعل الكيميائي المميز لها، وطريقة أدائها وسعرها ومدى سلامتها. أثناء عمل البطارية وتوصيل البطارية بدائرة خارجية يمر داخل البطارية من إلى مثلما يحدث في أي بطارية عادية: تتحرك الليثيوم Li+ في داخل البطارية من المصعد إلى المهبط خلال غير مائي وغشاء فاصل. بَطَّارِيَّةُ أَيُون اَلْلِيثْيُوم أو بطارية شاردية ليثيومية نوع من ( / )، يتكون (القطب الموجب) من عنصر . ويتكون (القطب السالب) عادة من (). وتشمل مركمات أو بطاريات أيون الليثيوم عدة أنواع من البطاريات تعتمد على نوع التفاعل الكيميائي المميز لها، وطريقة أدائها وسعرها ومدى سلامتها. أثناء عمل البطارية وتوصيل البطارية بدائرة خارجية يمر داخل البطارية من إلى مثلما يحدث في أي بطارية عادية: تتحرك الليثيوم Li+ في داخل البطارية من المصعد إلى المهبط خلال غير مائي وغشاء فاصل. أثناء الشحن يعمل المصدر الخارجي على تمرير في الاتجاه العكسي، حيث يوصل القطب الموجب للمصدر البطارية ويوصل مصعد البطارية بالقطب السالب للمصدر. عندئذ تتوجه أيونات الليثيوم (وهي موجبة الشحنة) إلى المصعد وتستقر في مادته المسامية. ويستخدم مخلوط من الكربونات العضوية لتشكيل ويحتوي أيضا على أيونات الليثيوم. ويستخدم لذلك أملاح مثل و LiAsF6 و LiClO4 و وتريفلات الليثيوم. مثله مثل من المواد النشطة كيميائياً. فهو يتفاعل بشدة مع مكونا مع انطلاق غاز . لهذا تستخدم كهرلات في بطارية الليثيوم أيون لا تحتوي على الماء. وفي نفس الوقت يجب منع تلامس الماء مع البطارية وذلك عن طريق تغليفها بعازل محكم. . اقتُرحَت بطاريات الليثيوم من قبل الكيميائي البريطاني ، الذي يعمل حاليًا في جامعة بينغهامتون، أثناء عمله في شركة إكسون في السبعينيات. استخدم ويتنجهام (TiS2) ومعدن الليثيوم كأقطاب كهربائية. ومع ذلك، لا يمكن جعل بطارية القابلة لإعادة الشحن هذه عملية. كان ثاني كبريتيد التيتانيوم خيارًا سيئًا؛ نظرًا لأنه يجب تصنيعه في ظل ظروف محكمة الغلق تمامًا، كما أنه مكلف للغاية (حوالي 1000 دولار لكل كيلوغرام من مادة خام ثاني كبريتيد التيتانيوم في السبعينيات). عند تعرضه للهواء، يتفاعل ثاني كبريتيد التيتانيوم لتكوين مركبات كبريتيد الهيدروجين، والتي لها رائحة كريهة وهي سامة لمعظم الحيوانات. لهذا السبب، ولأسباب أخرى، أوقفت إكسون تطوير بطارية ويتنجهام ثاني كبريتيد الليثيوم التيتانيوم. تمثل البطاريات ذات الأقطاب الكهربائية المصنوعة من الليثيوم المعدني مشكلات تتعلق بالسلامة، حيث يتفاعل معدن الليثيوم مع الماء، ويطلق غاز الهيدروجين القابل للاشتعال. ونتيجة لذلك، انتقل البحث لتطوير البطاريات التي توجد فيها مركبات الليثيوم فقط، بدلاً من الليثيوم المعدني، وتكون قادرة على قبول وإطلاق أيونات الليثيوم. اكتُشِف الإقحام العكسي في الجرافيت والإقحام إلى أكاسيد كاثودية خلال 1974–76 من قِبل بيسنهارد (J. O. Besenhard) في . اقترح بيسنهارد تطبيقه في خلايا الليثيوم. كان تحلل الإلكتروليت وإقحام المذيبات في الجرافيت من العيوب المبكرة الشديدة لعمر البطارية. . الخلية هي وحدة أساسية تحتوي على الأقطاب الكهربائية . البطارية أو حزمة البطارية (Battery pack) عبارة عن مجموعة من الخلايا أو مجموعات الخلايا، مع مبيت (Housing) وتوصيلات كهربائية وربما للتحكم والحماية. . تستخدم بطاريات الليثيوم أيون كثيرا في الإلكترونيات المحمولة نظرا العالية، أي أنها تتميز بنسبة عالية بين قدرتها على إنتاج الكهرباء وانخفاض وزنها. وعلاوة على ذلك فقدرتها على إنتاج الكهرباء لا تتأثر بعدد دورات إعادة شحنها *أغلب بطاريات الليثيوم يكون عدد دورات شحنها 500دورة ثم تبدأ في انخفاض الطاقة بشكل بسيط جدا، وهي أيضا ذات تسريب بطيء عند عدم استخدامها. وبالإضافة إلى استخداماتها العديدة في الأجهزة الصغيرة المحمولة، فهي تستخدم في الأسلحة وفي تحريك الأجهزة الصغيرة، مثل لعب الأطفال ولها تطبيقات في أجهزة الطيران وغزو الفضاء، وذلك بفضل سعتها الكهربائية العالية. ولكن يجب الحذر عند استخدام بطاريات الليثيوم أيون العادية، إذ أنها معرضة للانفجار عند سوء الاستخدام. في السنوات الأخيرة (2018) بدأ استخدام بطاريات الليثيوم أيون لتشغيل السيارات الكهربائية، مثل سيارة «تــسلا». كما تطبق استخدامها لتسيير السيارات في الصين للحفاظ على البيئة؛ علاوةً على ذلك فإن الصين أصبحت تنتج نصف الإنتاج العالمي من تلك البطاريات. وتعزم الصين لسباق الولايات المتحدة في مجال إنتاج تلك البطاريات، فلديها الخبرة، كما تتميز الصين عن الولايات المتحدة في انخفاض أسعار إنتاج بطاريات الليثيوم -أيون بسبب رخص الأرض والعمالة وأجهزة الإنتاج. حاليا أنشأت الصين نحو 156.000 محطة لإعادة شحن بطاريات السيارات، وتخطط لزيادة عددها إلى 4.8 محطة مع عام 2020. الحكومة الصينية تشجع المستثمرين والمنتجين في الصين للتوسع في إنتاج تلك البطاريات، وتدعمهم وتوفر لهم المواد الأولية. والمنتجون يستجيبون لمخططات الحكومة ويعملون على إنتاج بطاريات أكثر كفاءةً وأرخص ثمنا لمنافسة العالم أجمع. . تعمل شركات السيارات الكبيرة في العالم على إنتاج . وعلى هذا السبيل فهي تحتاج إلى تطوير بطاريات الليثيوم أيون بحيث تصلح للاستخدام في تحريك السيارة. وقد اختير هذا النوع من البطاريات حيث أنها كالبطاريات الأخرى بالنسبة إلى كثافة وانخفاض وزنها نسبيا. وتتكون بطارية الليثيوم أيون التي ستستعمل في السيارت من من النحاس من . وتغطي ألواح المصعد والمهبط بطبقة رقيقة 0.2 مليمتر من مخلوط يحتوي على الليثيوم. ثم يغطيها غشاء من الخاص يمنع من اشتعال الخلية الكهربائية. وعلى الرغم من أن ذلك الغشاء السيراميكي لا يزيد سمكه عن شعرة رأس فهو يتحمل درجات حرارة حتى 700 درجة مئوية بدون أن يشتعل. تقطع الأقطاب في مساحة أوراق الكتابة وترص بجانب بعضها بحيث يفصل بينها وهو طبقة تشبه الرقيق مشبعة بمركب يحتوي على الليثيوم. تستطيع حاليا السيارة الصغيرة التي تعمل ببطارية كهذه وزنها 120 أن تسير مسافة 150 كيلومتر. وإذا استبدلت بطارية الليثيوم أيون فلا تستطيع السيارة السير إلا مسافة 50 كيلومتر. لذلك تعلق الآمال على بطارية الليثيوم أيون لتسيير السيارات الكهربائية في المرحلة القادمة. بَطَّارِيَّةُ أَيُون اَلْلِيثْيُوم أو بطارية شاردية ليثيومية[7] نوع من البطاريات القابلة للشحن (مركم / خلية ثانوية)، يتكون مهبطها (القطب الموجب) من عنصر الليثيوم.