Princip činnosti lithium-iontové baterie
Lithium-iontové baterie používají uhlíkové materiály jako zápornou elektrodu a sloučeniny obsahující lithium jako kladnou elektrodu. Neexistuje žádné kovové lithium, pouze lithiové ionty, což je lithium-iontová baterie. Lithium-iontová baterie odkazuje na obecný termín pro baterie s lithium-iontovou interkalační sloučeninou jako katodovým materiálem. Proces nabíjení a vybíjení lithium-iontových baterií je proces interkalace a deinterkalace lithium-iontů. V procesu interkalace a deinterkalace iontů lithia je doprovázena interkalací a deinterkalací elektronů ekvivalentních iontům lithia (obvykle je kladná elektroda reprezentována vložením nebo deinterkalací a záporná elektroda inzercí nebo deinterkalací). Během procesu nabíjení a vybíjení jsou ionty lithia interkalovány/deinterkalovány a interkalovány/deinterkalovány tam a zpět mezi kladnou a zápornou elektrodou, což se živě nazývá „baterie houpacího křesla“.
Když je baterie nabitá, ionty lithia jsou generovány na kladné elektrodě baterie a generované ionty lithia se pohybují na zápornou elektrodu přes elektrolyt. Uhlík jako záporná elektroda má vrstvenou strukturu. Má mnoho mikropórů. Lithné ionty, které dosáhnou záporné elektrody, jsou uloženy v mikropórech uhlíkové vrstvy. Čím více lithných iontů je vloženo, tím vyšší je nabíjecí kapacita. Podobně, když je baterie vybitá (to znamená proces, při kterém baterii používáme), ionty lithia uložené v uhlíkové vrstvě záporné elektrody se uvolní a přesunou se zpět ke kladné elektrodě. Čím více iontů lithia se vrátí do kladné elektrody, tím vyšší je vybíjecí kapacita.
