Litiumioniakkuja

Litiumioniakkuja (Li-ion-akut) ovat sähköenergian varastointiin tarkoitettuja akkutyyppejä, joissa litiumionit liikkuvat elektrolyytin avulla anodin ja katodien välillä purkauksen ja latauksen aikana. Akku koostuu positiivisesta elektrodista (katodista), negatiivisesta elektrodista (anodista), elektrolyytistä sekä kotelo- tai suojakerroksesta. Yleisin rakenne käyttää grafiittista anodiaa ja litiumin kanssa reagoivaa katodimateriaalia, kuten LiCoO2, LiNiMnCoO2 (NMC) tai LiFePO4 (LFP). Elektrolyyttinä käytetään litiumsuoloja orgaanisessa liuottimessa (esim. LiPF6 EC/DMC). Toiminta perustuu litionien liikkumiseen anodilta katodille purkauksen aikana ja takaisin latauksen aikana.

Ominaisuudet: Li-ion-akut tarjoavat korkean energiatiheyden, keveyden ja alhaisen itsepurkauksen. Ne kuitenkin kokevat kapasiteetin vähenemistä ajan kuluessa (kalenterinen ikä ja käytön syklit), ja niiden suorituskyky heikkenee korkeissa lämpötiloissa. Turvallisuus on keskeinen seikka; vaurioituneet akut voivat ylikuumua tai syttyä, minkä vuoksi käytetään suojajärjestelmiä (BMS) ja asianmukaisia lataus- sekä käsittelyohjeita.

Sovellukset: pienelektroniikasta kuten älypuhelimiin ja kannettaviin tietokoneisiin sekä laajempiin käyttötarkoituksiin kuten sähköajoneuvoihin ja energiavarastoihin. Ympäristövaikutukset liittyvät valmistukseen ja kierrätykseen; litiumin, koboltin ja muiden materiaalien kierrätys sekä vastuullinen hankinta ovat keskeisiä.

Turvallisuus ja säädökset: standardeja ovat esimerkiksi IEC 62133 ja UN 38.3, ja akku on käsiteltävä valmistajan ohjeiden mukaan. Kierrätys ja end-of-life -toimet ovat tärkeitä, jotta materiaalit voidaan ottaa talteen ja haitalliset aineet hallita.