Baterijske celice s trdnim elektrolitom

Tekoče proti trdnemu

Litij-ionske baterijske celice poznamo že zelo dolgo časa in pri tehnologiji teh energetskih zalogovnikov že dolgo ni več skrivnosti. Značilno litij-ionsko baterijsko celico sestavljajo anoda oziroma negativni pol, ki je običajno narejena iz grafita, katoda oziroma pozitivni pol, ki je pogosto sestavljena iz niklja, mangana, kobalta ali železovega fosfata (LFP), med anodo in katodo pa sta še separator iz plastičnih polimerov in pa elektrolit oziroma tekoča raztopina, največkrat v organskem topilu raztopljena sol. Med polnjenjem in praznjenjem baterijske celice se litijevi ioni skozi elektrolit premikajo med anodo in katodo - pri polnjenju potujejo od katode proti anodi, pri praznjenju pa od anode proti katodi.

Sestava baterijske celice s trdnim elektrolitom je precej drugačna od celice s tekočim elektrolitom, saj so vsi deli celice iz čvrstih materialov. Katoda (pozitivni pol) je običajno narejena podobno kot pri celici s tekočim elektrolitom (iz niklja, mangana, kobalta ali železovega fosfata), anoda (negativni pol) pa je narejena iz litija, ki je kovina. Namesto plastičnega separatorja in tekočega elektrolita ima takšna celica trdni separator, ki deluje kot separator med anodo in katodo, hkrati pa tudi kot elektrolit, skozi katerega potujejo litijevi ioni. Takšen trdni elektrolit ima torej vlogo medija, skozi katerega potujejo ioni, in vlogo mehanskega ločevalca med anodo in katodo. Takšna mehansko čvrsta pregrada omogoča kopičenje kovinskega litija neposredno na anodi, zato tudi ni potrebna grafitna struktura na anodnem delu celice.

Nadaljevanje