liitiumioonid

Liitiumioonid on laetavad akud, mis toimivad liitiumioonide liikumisega laengu ajal anoodi ja katoodi vahel. Elektrolüüt on tavaliselt orgaaniliste lahuste ja liitiumsoola segust vedelik ning tavaliselt kasutusel LiPF6. Anood on peamiselt grafiit, katood sõltub tehnoloogiast ning võib olla näiteks LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4 või erinevate nikkel-mangaani-kobalt (NMC) ja muude kombinatsioonide katood.

Toimimise põhimõte põhineb redoksreaktsioonidel: laadimisel liiguvad ioonid anoodist katoodile ja elektronid välises vooluringis; tühjenemisel liiguvad ioonid katoodist tagasi anoodi ning elektronid püsivad elektrivooluna. See võimaldab energi salvestada ja kanda. Akude ehitus ja koostis on erinevate keemiliste tüüpide lõikes varieeruvad, kuid põhijooned – grafiitanood ja erinevad katoodimaterjalid koos sobiva elektrolüüdiga – on laialdaselt kasutusel.

Peamised eelised on kõrge energiatihedus, suhteliselt madal isetühjumise määra ja puudulik mälufunktsioon, mis muudab need sobivaks püsikulutustele. Puudused hõlmavad termilist ja tuleohtu riskide olemasolu kahjustatud või eeskätt kõrgetel temperatuuridel; vananemine ja tsüklitõbi ning suurem hind sõltuvalt kasutatavast katoodimaterjalist; vajadus targalt töötava akuhaldussüsteemi (BMS) järele.

Rakendused hõlmavad peamiselt nutitelefone, sülearvuteid, elektriautosid, ning suurtesse energiasalvestussüsteemidesse ja uuendusprojektidesse. Keskkonnaaspektid puudutavad taaskasutust ja ringlussevõttu: väärtuslikud materjalid nagu koobalt, nikl ja liitium eraldatakse ja taaskasutatakse.

Tulevikus on uuringud keskendunud turvalisuse, tiheduse ja kulude parandamisele ning tahkest olekuta (solid-state) akude arengule, mis võib vähendada riskiprobleeme ning suurendada energiatihedust.