Page 9 - No31

AZ ENERGIATÁROLÁS PERSPEKTÍVÁI
Műszeres kémiai vizsgálatok

Az anód/katód teret elválasztó rétegek kobalt-oxid (NMC) és a lítium-foszfát-
(szeparátorok) mikropórusos polimer akkumulátorok (LFP). Az anódot és a
membránok, amelyek mechanikailag katódot elválasztó elektrolit lítium-
elválasztják az anódot és a katódot, de hexafluorofoszfát (LiPF ), vagy újabban a
6
átengedik az ionokat. kevésbé korrodáló lítium-tetrafluoroborát
A fém-ion akkumulátorokban lejátszódó (LiBF ), általában folyékony, szerves oldat
4
redoxreakciók az elektródákon kisütéskor: (pld. etilén-karbonát, etil-metil-
karbonát)) formájában.

GRAVIMETRIKUS ÉS
TÉRFOGATI
ENERGIASŰRŰSÉG
azonban ezek a hatások én implicit
módon szerepelnek az ΔGcella értékében. A gravimetrikus energiasűrűség
(watt-órában kilogrammonként
(Wh/kg) mérik) azt jelzi, hogy az
Az elektrokémiai cella által kisütéskor akkumulátor mennyi energiát képes
leadott elektromos energia: tárolni a tömegéhez viszonyítva.
A térfogati energiasűrűség
(Wh/lit) a tárolható energiát
az akkumulátor térfogatához
viszonyítja. A nagy gravimetrikus
a q a disszipatív ohmos hőveszteség energiasűrűség elengedhetetlen
disz
az akkumulátorban. Ha az áram kicsi, és olyan alkalmazásokhoz, ahol a súly
az akkumulátorban keletkező ohmos kritikus tényező, például elektromos
járművek és drónok esetében. A
hőveszteség q minimális, akkor nagy térfogati energiaszükséglet
disz
egyszerűen ΔG (kJ/mol) fedezi a leadott pedig olyan alkalmazásokban
Az akkumulátor töltésekor a fordított elektromos energiát. fontos, ahol a térfogat kritikus.
reakciók játszódnak le. A cella feszültsége E (V): Jellemzi az akkumulátorokat a
milliamperórában (mAh) kifejezett
c
maximális töltéskapacitásuk mértéke
A kationok és elektronok negatív is. (Például egy 1000 mAh kapacitású
elektródától a pozitívig történő mozgása akkumulátor 1000 mA (1 A) áram
során felszabaduló energiát a cella Gibbs ahol F a Faraday állandó 96,5 kC/mol, mellett 1 órán át működik).
Fontos paraméter a fentieken kívül
szabadenergiájának csökkenése ΔGcella n= a reakcióban átvitt elektronok még a ciklusélettartam is, amely
fedezi. móljainak száma. megadja, hogy hányszor tölthető
ahol ΔGc a cella Gibbs- újra egy akkumulátor.
ella
szabadenergiájának (kJ/mol) csökkenése, A lítium bázisú fém-ion akkumulátorok
azaz a termékek és reaktánsok Gibbs- többféle kémiai összetétellel is A LIFePO4 LÍTIUM-ION
szabadenergiáinak különbsége (ΔG<0), kereskedelmi forgalomba kerülnek. A AKKUMULÁTOR
(Ld.: Kémiai Panoráma 23.szám leggyakoribbak a lítium-kobalt-dioxid Tekintsük példaként a LiFePO lítium-
4
(2020), Fémek reaktivitása) akkumulátorok (LCO), a lítium-mangán- ion akkumulátor működést. Az anód
dioxid (LMO), litium-nikkel-mangán- grafitban interkalált lítium, a katód
vegyes oxid képzésre alkalmas Fe PO .
II
4
A folyékony elektrolitos rendszerekben Mivel a lítium gyengébben kötődik a
az ionok szolvatációja és deszolvatációja negatív, mint a pozitív elektródában, a
részfolyamatként hozzájárul az lítiumionok a negatívból a pozitív
energiamérleghez, elektródába áramlanak az elektroliton
keresztül (leggyakrabban egy organikus,
karbonát-alapú oldószerben oldott LiPF ).
6
A pozitív elektródnál a katódon a lítium
az a Fe PO üres csatornáiba, alagutakba
II
4
jut be. Az elektronok a külső áramkörön
haladva, elektromos munkát végeznek; a
pozitív elektródban a vas-foszfát

KÉMIAI PANORÁMA 31. SZÁM, 2026. ÉVFOLYAM 9