- El litio es pequeño, quiero decir que el “ion de litio” es pequeño (a quién le importa el tamaño del átomo de litio)
La carga-descarga requiere el transporte de iones de litio entre los electrodos.
¿Cómo funcionan las baterías de iones de litio?
Un tamaño más pequeño de ion de litio favorece una difusión más rápida entre los electrodos. (Una suposición intuitiva y conveniente que afortunadamente resulta ser cierta).
Sin embargo, el ion berilio es la mitad del tamaño de litio. ¿Hay una batería de iones de berilio? Sí, lo hay, pero la comercialización no es impresionante. Entonces, seguramente hay algo más que está sucediendo a favor del litio.
2. El litio es reactivo y tiene un potencial redox decente
Si ya ha leído ¿Cómo funcionan las baterías de iones de litio? , usted sabe que durante la carga / descarga de litio debe ceder su electrón (se convierte en un ion) y moverse al otro extremo (cátodo / ánodo) para recibir el electrón. El electrón puede ser compartido o pertenecer completamente al litio dependiendo del compuesto (ánodo / cátodo).
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La facilidad de dar electrón y tomar electrón se juzga por el potencial redox. Litio tiene esa ‘facilidad’. Una vez más, el ion de litio no tiene el potencial de reducción más negativo. Es el estroncio con un potencial de -4,10. Consulte esta pregunta para obtener claridad sobre por qué las baterías de estroncio no son tan comunes como el litio.
3. Estructuras de estado sólido estables
Se han sintetizado estructuras estables en el caso de los iones de litio, que funcionan en superioridad en comparación con otros iones. Cuando el litio se separa de la estructura para moverse hacia el otro extremo después de abandonar su electrón, la estructura que deja debe permanecer estable. Es como quitar una carta de una enorme estructura hecha de naipes y debes asegurarte de que la estructura no se desmorone.
El tamaño pequeño de los iones de litio los hace adecuados para dicha estabilidad. Busque LiCoO2
Además, el ion de litio va al ánodo y permanecerá allí como invitado no invitado. Este huésped no invitado debe acomodarse fácilmente en el lado del ánodo. La pequeña estructura favorece esta estabilidad. El grafito se usa como ánodo.
Por lo tanto, es la sinergia de varios factores que considera que el ion de litio es el candidato más favorable.
Puede haber algún otro mecanismo no descubierto que pueda traer como un cambio seminal en los dispositivos de almacenamiento de energía como las baterías de iones de litio.