Com’è fatta la batteria al litio

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Le batterie al litio, comunemente note come batterie agli ioni di litio, sono dispositivi di accumulo di energia molto diffusi grazie alla loro elevata densità energetica, lunga durata e basso effetto memoria. Ecco come sono generalmente strutturate:

1. Anodo: L’anodo è tipicamente realizzato in grafite (carbonio) che ospita gli ioni di litio durante la fase di scarica della batteria.
2. Catodo: Il catodo può essere costituito da diversi materiali, tra cui ossidi di metalli come il litio-cobalto (LiCoO2), il litio-ferro-fosfato (LiFePO4) o il litio-manganese (LiMn2O4). Questi materiali variano a seconda delle specifiche prestazioni desiderate, come densità energetica, sicurezza e durata.
3. Elettrolita: L’elettrolita è una soluzione liquida, un gel o un solido contenente sali di litio (come LiPF6, LiBF4, o LiClO4) disciolti in solventi organici. Questo consente il movimento degli ioni di litio tra l’anodo e il catodo durante i cicli di carica e scarica.
4. Separatore: Il separatore è un materiale microporoso, spesso realizzato in polietilene (PE) o polipropilene (PP), che impedisce il contatto diretto tra anodo e catodo, evitando cortocircuiti, ma consente il passaggio degli ioni di litio.

Funzionamento

Durante la carica:

• Gli ioni di litio si spostano dal catodo all’anodo, attraversando l’elettrolita.
• Gli elettroni vengono forzati a fluire attraverso un circuito esterno dal catodo all’anodo per bilanciare il flusso di cariche.

Durante la scarica:

• Gli ioni di litio si spostano dall’anodo al catodo, di nuovo attraversando l’elettrolita.
• Gli elettroni fluiscono attraverso il circuito esterno dall’anodo al catodo, fornendo energia al dispositivo collegato.

Struttura Fisica

Le batterie agli ioni di litio sono disponibili in diverse forme e dimensioni, tra cui:

• Cilindriche (es. 18650)
• Prismatiche
• Pouch (a sacchetto)

Questa flessibilità consente di adattarle a varie applicazioni, dai piccoli dispositivi elettronici ai veicoli elettrici.

In sintesi, una batteria al litio è composta da un anodo, un catodo, un elettrolita e un separatore, che lavorano insieme per accumulare e rilasciare energia attraverso il movimento degli ioni di litio.

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