باتری‌های لیتیوم یون یک نوع باتری قابل شارژ هستند که در بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی مانند تلفن همراه، لپ تاپ، دوربین دیجیتال و… استفاده می‌شوند. اصول کار باتری های لیتیوم یون بر اساس جابجایی یون‌ها درون سلول باتری است.
در باتری‌های لیتیوم یون، یون‌های لیتیوم در حالت شارژ شده به سمت الکترود منفی (آند) حرکت می‌کنند، که در آنجا با الکترود واکنش داده و الکترون آن را از خود جدا می‌کنند. سپس الکترون‌ها از طریق یک مدار به الکترود مثبت (کاتد) می‌رسند و با یون‌های لیتیوم در آنجا واکنش داده و به صورت لیتیم یون یا یون‌های لیتیوم کمتر شارژ شده تبدیل می‌شوند.
در حالت تخلیه، پروسه برعکس اتفاق می‌افتد و یون‌های لیتیوم از الکترود مثبت به سمت الکترود منفی حرکت می‌کنند، که در آنجا با الکترود واکنش داده و الکترون را به خود می‌گیرند. سپس الکترون‌ها از طریق مدار به الکترود منفی می‌رسند و با یون‌های لیتیوم در آنجا واکنش داده و به صورت لیتیم یون کاملاً شارژ شده تبدیل می‌شوند.
عمر این باتری‌ها بستگی به شرایط استفاده و نگهداری دارد، اما به طور کلی، باتری‌های لیتیوم یون دارای عمر طولانی‌تری نسبت به باتری‌های دیگر هستند و با نگهداری مناسب می‌توانند تا چند سال به خوبی کار کنند.
آیا سدیم هیدروکسید و باتری های لیتیوم یون ربطی به یکدیگر دارند؟
بله، سدیم هیدروکسید و این باتری‌ها در واقع به صورت مستقیم با یکدیگر ارتباط ندارند، اما سدیم هیدروکسید می تواند در فرآیند ساخت این باتری‌ها استفاده شود.
در فرآیند ساخت این باتری‌ها، از یک الکترولیت استفاده می شود که معمولاً شامل نمک های لیتیوم است. این نمک ها در حلال آب حل نمی شوند و به عنوان جایگزین از الکترولیت های آلی استفاده می شوند. برای تهیه این نمک ها می توان از سدیم هیدروکسید و یا سایر قلیای های قوی مانند پتاسیم هیدروکسید استفاده کرد.
به طور خلاصه، سدیم هیدروکسید و باتری های لیتیوم یون به صورت مستقیم به یکدیگر وابسته نیستند، اما سدیم هیدروکسید می تواند در فرآیند ساخت این باتری‌ها استفاده شود.
مقایسه با دیگر نوع باتری ها
باتری های لیتیوم یون از نظر عملکرد و پایداری نسبت به باتری های دیگر مانند باتری های نیکل کادمیوم (NiCd) و باتری های نیکل فلز هیدریدی (NiMH) و باتری های سولفات سرب (PbSO4) بهتر عمل می کنند.
از جمله مزایای باتری های لیتیوم یون نسبت به دیگر باتری ها، حجم و وزن کمتر آن‌ها است. همچنین، درصد تخریب این باتری‌ها بسیار کمتر از باتری های دیگر است و همین امر باعث بالا رفتن عمر مفید آن می شود.
این باتری‌ها همچنین دارای چگالی انرژی بسیار بالایی هستند که به آن‌ها اجازه می‌دهد تا برای همه نوع دستگاه‌های الکترونیکی مناسب باشند. این باتری ها قادرند در دماهای متفاوت و با فشار بالا نیز عمل کنند.
با این حال، همچنان پژوهش‌هایی در حال انجام است تا باتری‌های جدیدی با ویژگی‌های بهتر و با کارایی بیشتر ساخته شود.
کاربردهای مختلف در صنعت خودروسازی، هوافضا، تلفن همراه و دستگاه های پزشکی
باتری‌های لیتیوم یون در صنعت خودروسازی به عنوان منبع انرژی برای خودروهای برقی استفاده می شوند. این باتری‌ها قابلیت ذخیره انرژی بالا و وزن کم را دارا هستند و برای افزایش راندمان خودروهای برقی بسیار مناسب هستند.
در حوزه هوافضا، این باتری‌ها برای منابع انرژی پروژه های فضایی و سیستم های نجومی استفاده می شوند. این باتری ها به دلیل وزن کم و ظرفیت ذخیره انرژی بالا، در فضاپیماها و ایستگاه های فضایی استفاده می شوند.
باتری های لیتیوم یون در دستگاه‌های پزشکی نیز کاربرد دارند. این باتری ها در دستگاه های پزشکی مانند دستگاه های تنفسی، ایستگاه های تزریق دارو و نظارت بر سلامتی بیماران استفاده می شوند. به دلیل وزن کم، حجم کوچک و ظرفیت ذخیره انرژی بالا، این باتری‌ها مناسب برای استفاده در دستگاه های پزشکی هستند.
در دستگاه های تلفن همراه نیز از این باتری‌ها استفاده می شود. این باتری ها قابلیت شارژ مجدد و طول عمر طولانی را دارا هستند و برای دستگاه های الکترونیکی از جمله تلفن همراه، تبلت و لپ تاپ بسیار مناسب هستند.
