أصبحت بطاريات الليثيوم جزءاً لا يتجزأ من حياتنا الحديثة، وتشغل كل شيء بدءاً من الهواتف الذكية إلى المركبات الكهربائية.لكن كيف تعمل في الواقع؟
في قلب بطارية الليثيوم هي حركة أيونات الليثيوم. في بطارية الليثيوم العادية، أثناء الشحن، يتم استخراج أيونات الليثيوم من الإلكترود الإيجابي ((كاثود) ،تمر عبر مادة كهربائيةويتم إدخالها في الكهرباء السلبية ((الأنود).ترافق هذه العملية تدفق الإلكترونات عبر دائرة خارجية، مما يخلق تيار كهربائي.أكثر مواد الكاثود شيوعًا هي أكسيد الليثيوم الكوبالت،ليثيوم-حديد-فوسفات، وليثيوم-نيكل-مانغنيز-كوبالت-أكسيد. كل مادة لها خصائصها الخاصة من حيث كثافة الطاقة،طاقة الإنتاج،والتكلفة.
عندما يتم تفريغ البطارية، يتم عكس العملية. يتحرك أيونات الليثيوم من الأندود إلى الكاثود، وتدفق الإلكترونات مرة أخرى من خلال الدائرة الخارجية لتشغيل الجهاز.هذه الآلية القابلة للتراجع لنقل الأيونات تسمح بشحن بطاريات الليثيوم عدة مرات.
ومع ذلك،مع مرور الوقت،تتدهور أداء بطاريات الليثيوم. يمكن أن تحدث ردود فعل جانبية في الأقطاب الكهربائية، مما يؤدي إلى تكوين طبقة واجهة الكهربائي الصلب ((SEI).هذه الطبقة يمكن أن تنمو وتعيق حركة أيونات الليثيومويقلل من سعة البطارية وأدائها العام. إن فهم مبادئ العمل الأساسية هذه أمر حاسم لمواصلة تحسين أداء بطاريات الليثيوم ومدة عمرها.
