تحظى بطاريات الليثيوم أيون بشعبية لأن لها عددًا من المزايا المهمة مقارنة بالتقنيات المنافسة:

إنها عمومًا أخف بكثير من الأنواع الأخرى من البطاريات القابلة لإعادة الشحن من نفس الحجم. أقطاب بطارية الليثيوم أيون مصنوعة من الليثيوم خفيف الوزن والكربون. الليثيوم أيضًا عنصر شديد التفاعل ، مما يعني أنه يمكن تخزين الكثير من الطاقة في روابطه الذرية. هذا يترجم إلى كثافة طاقة عالية جدًا لبطاريات الليثيوم أيون. فيما يلي طريقة للحصول على منظور حول كثافة الطاقة. يمكن لبطارية الليثيوم أيون النموذجية تخزين 150 واط / ساعة من الكهرباء في كيلوغرام واحد من البطارية. يمكن أن تخزن حزمة بطارية NiMH (هيدريد النيكل المعدني) ربما 100 واط / ساعة لكل كيلوغرام ، على الرغم من أن 60 إلى 70 واط / ساعة قد تكون أكثر شيوعًا. يمكن لبطارية الرصاص الحمضية تخزين 25 واط / ساعة لكل كيلوغرام فقط. باستخدام تقنية حمض الرصاص ، يتطلب الأمر 6 كيلوغرامات لتخزين نفس الكمية من الطاقة التي يمكن أن تتحملها بطارية ليثيوم أيون 1 كيلوغرام.هم يحملون مسؤوليتهم. تفقد حزمة بطارية الليثيوم أيون حوالي 5 بالمائة فقط من شحنتها شهريًا ، مقارنةً بخسارة 20 بالمائة شهريًا لبطاريات NiMH.ليس لها تأثير على الذاكرة ، مما يعني أنه لا يتعين عليك تفريغها بالكامل قبل إعادة الشحن ، كما هو الحال مع بعض كيميائيات البطاريات الأخرى.يمكن لبطاريات الليثيوم أيون التعامل مع مئات من دورات الشحن / التفريغ. 

هذا لا يعني أن بطاريات الليثيوم أيون خالية من العيوب. لديهم أيضًا بعض العيوب: 

هم حساسون للغاية لدرجات الحرارة المرتفعة. تتسبب الحرارة في تحلل حزم بطاريات الليثيوم أيون بشكل أسرع بكثير من المعتاد.إذا قمت بتفريغ بطارية ليثيوم أيون بالكامل ، فإنها تتلف.يجب أن تحتوي حزمة بطارية الليثيوم أيون على كمبيوتر داخلي لإدارة البطارية. هذا يجعلها أغلى مما هي عليه بالفعل. يمكن فهم العديد من هذه الخصائص من خلال النظر في الكيمياء

داخل مجموعة وخلية بطارية ليثيوم أيون ：

يمكن أن تكون خلايا الليثيوم أيون إما بطاريات أسطوانية تبدو متطابقة تقريبًا مع خلايا AA ، أو يمكن أن تكون موشورية ، مما يعني أنها مربعة أو مستطيلة.

واحد أو أكثر من أجهزة استشعار درجة الحرارة لمراقبة درجة حرارة البطارية

محول الجهد ودائرة منظم للحفاظ على مستويات آمنة للجهد والتيار

موصل كمبيوتر محمول محمي يسمح بتدفق الطاقة والمعلومات داخل وخارج حزمة البطارية

صنبور الجهد ، الذي يراقب قدرة الطاقة للخلايا الفردية في حزمة البطارية

شاشة حالة شحن البطارية ، وهي عبارة عن كمبيوتر صغير يتولى عملية الشحن بأكملها للتأكد من شحن البطاريات بأسرع ما يمكن وبالكامل.

إذا ارتفعت درجة حرارة حزمة البطارية أثناء الشحن أو الاستخدام ، فسيقوم الكمبيوتر بإيقاف تدفق الطاقة لمحاولة تبريد الأشياء. إذا تركت الكمبيوتر المحمول في سيارة شديدة الحرارة وحاولت استخدام الكمبيوتر المحمول ، فقد يمنعك هذا الكمبيوتر من التشغيل حتى تهدأ الأمور. إذا تم تفريغ الخلايا تمامًا ، فسيتم إغلاق حزمة البطارية بسبب تلف الخلايا. قد يتتبع أيضًا عدد دورات الشحن / التفريغ ويرسل المعلومات حتى يتمكن مقياس بطارية الكمبيوتر المحمول من إخبارك بكمية الشحن المتبقية في البطارية.

إنه كمبيوتر صغير معقد جدًا ، ويستمد الطاقة من البطاريات. يعد سحب الطاقة هذا أحد الأسباب التي تجعل بطاريات الليثيوم أيون تفقد 5 بالمائة من طاقتها كل شهر عند الجلوس في وضع الخمول.

خلايا ليثيوم أيون

كما هو الحال مع معظم البطاريات ، لديك غلاف خارجي مصنوع من المعدن. استخدام المعدن مهم بشكل خاص هنا لأن البطارية مضغوطة. تحتوي هذه العلبة المعدنية على فتحة تهوية حساسة للضغط. في حالة سخونة البطارية لدرجة أنها تخاطر بالانفجار بسبب الضغط الزائد ، فإن فتحة التهوية هذه ستحرر الضغط الإضافي. من المحتمل أن تكون البطارية عديمة الفائدة بعد ذلك ، لذا يجب تجنب ذلك. توجد فتحة التهوية بشكل صارم كإجراء أمان. وكذلك الحال مع مفتاح معامل درجة الحرارة الإيجابية (PTC) ، وهو جهاز من المفترض أن يحافظ على البطارية من السخونة الزائدة.

تحتوي هذه العلبة المعدنية على شكل حلزوني طويل يتكون من ثلاث صفائح رقيقة مضغوطة معًا:

- قطب موجب

- قطب سالب

- فاصل

داخل العلبة يتم غمر هذه الأوراق في مذيب عضوي يعمل كإلكتروليت. الأثير هو أحد المذيبات الشائعة.

الفاصل عبارة عن لوح رفيع جدًا من البلاستيك المثقوب. كما يوحي الاسم ، فإنه يفصل بين الأقطاب الموجبة والسالبة بينما يسمح بمرور الأيونات.

القطب الموجب مصنوع من أكسيد الكوبالت الليثيوم ، أو LiFePO4 . القطب السالب مصنوع من الكربون. عندما يتم شحن البطارية ، تتحرك أيونات الليثيوم عبر الإلكتروليت من القطب الموجب إلى القطب السالب وتتصل بالكربون. أثناء التفريغ ، تعود أيونات الليثيوم إلى LiFePO4 من الكربون.

تحدث حركة أيونات الليثيوم بجهد عالٍ إلى حد ما ، لذلك تنتج كل خلية 3. 7 / 3.2 فولت. هذا أعلى بكثير من 1.5 فولت النموذجي لخلية قلوية AA عادية تشتريها من السوبر ماركت وتساعد في جعل بطاريات الليثيوم أيون أكثر إحكاما في الأجهزة الصغيرة مثل الهواتف المحمولة. انظر كيف تعمل البطاريات للحصول على تفاصيل حول كيميائية مختلفة للبطاريات.