Durante o processo de carregamento, uma fonte de energia fornece energia elétrica para uma bateria de lítio. Os elétrons no eletrodo positivo migram para o eletrodo negativo através de um circuito externo. Simultaneamente, os íons positivos de lítio saltam do eletrodo positivo para o eletrólito, atravessam os caminhos sinuosos no separador e viajam para o eletrodo negativo, onde se combinam com os elétrons que já chegaram. Neste ponto, ocorrem as seguintes reações no eletrodo positivo:
As seguintes reações ocorrem no eletrodo negativo:
• Explicação detalhada do processo de descarga da bateria
As baterias podem ser descarregadas de duas maneiras: descarga de-corrente constante e descarga de resistência-constante. Na descarga de corrente-constante, um resistor variável é adicionado ao circuito externo, cujo valor de resistência se ajusta com a tensão. Na descarga de resistência-constante, um resistor é adicionado entre os eletrodos positivo e negativo para permitir a passagem dos elétrons. A chave para a descarga da bateria é se os elétrons podem migrar do eletrodo negativo para o eletrodo positivo. Durante a descarga, os elétrons fluem do eletrodo negativo para o eletrodo positivo através de um condutor eletrônico. Simultaneamente, os íons de lítio (Li+) também entram no eletrólito a partir do eletrodo negativo, viajam através dos pequenos orifícios no separador e finalmente alcançam o eletrodo positivo para se combinarem com os elétrons.
• Discussão das características de carga e descarga
As células de bateria geralmente usam LiCoO2, LiNiO2 ou LiMn2O2 como materiais de eletrodo positivo. LiCoO2 possui uma estrutura em camadas estável. No entanto, quando x íons Li são removidos do LiCoO2, sua estrutura pode mudar, dependendo do valor de x. A pesquisa mostrou que quando x > 0,5, a estrutura do Li1-xCoO2 se torna extremamente instável, levando potencialmente ao colapso do cristal e afetando assim o desempenho da célula da bateria. Portanto, durante o uso da célula de bateria, o valor de x deve ser limitado controlando a tensão de carga. Normalmente, a tensão de carga não deve exceder 4,2 V para garantir que x seja inferior a 0,5, mantendo assim a estabilidade da estrutura cristalina Li1-xCoO2.
