Litiumionit

Litiumionit ovat keskeinen komponentti moderneissa ladattavissa akuissa, joita käytetään laajalti elektroniikassa, sähköajoneuvoissa ja uusiutuvassa energiantuotannossa. Niiden toiminta perustuu litiumionien liikkeeseen akun katodin ja anodin välillä sähköä johtavan elektrolyytin läpi lataus- ja purkausprosessien aikana. Litiumionit ovat positiivisesti varautuneita litiumatomeja, jotka ovat menettäneet yhden elektronin.

Litiumioniakkujen korkea energiatiheys on yksi niiden merkittävimmistä eduista. Tämä tarkoittaa, että ne voivat varastoida paljon energiaa suhteessa niiden painoon ja tilavuuteen, mikä tekee niistä ihanteellisia kannettaviin laitteisiin. Lisäksi litiumioniakut kärsivät vähemmän muistiefektistä kuin jotkin vanhemmat akkuteknologiat, mikä tarkoittaa, että niiden kapasiteetti ei merkittävästi pienene, vaikka niitä ei täysin purettaisikaan ennen latausta. Niiden pitkä käyttöikä ja suhteellisen alhainen itsepurkautumisnopeus ovat myös tärkeitä ominaisuuksia.

Litiumioniakut koostuvat tyypillisesti positiivisesta elektrodista (katodi), negatiivisesta elektrodista (anodi), elektrolyytistä ja erottimesta. Yleisimpiä katodimateriaaleja ovat litiumkobolttioksidi (LiCoO2), litiummangaanioksidi (LiMn2O4) ja litiumrautafosfaatti (LiFePO4). Anodina käytetään usein grafiittia. Elektrolyytti on tyypillisesti orgaaninen liuotin, joka sisältää litiumsuolaa. Litiumionien liikkumista estää erotin, joka kuitenkin sallii ionien kulkea sen läpi.