Käytämme evästeitä verkkosivustomme käyttökokemuksen parantamiseen. Jatkamalla sivuston selaamista hyväksyt evästeiden käytön. Lisätietoja: Evästeet

Tiesitkö, että...

litium-ioniakut ovat pieniä, kevyitä, pitkäkestoisia ja erittäin tehokkaita?

Miksi kaikki puhuvat nykyään litium-ioniakuista?

Pienet, kevyet ja – mikä tärkeintä – johdottomat laitteet yleistyvät jatkuvasti. Niitä ovat esimerkiksi matkapuhelimet, miniläppärit ja nykyään jopa pihatyökalut. Niissä kaikissa tarvitaan virtaa, mutta pihatyökaluissa johtoja on alettu pitää yhä hankalampina. Tehokkaille ja luotettaville akuille on siis yhä enemmän kysyntää. Moderneja litium-ioniakkuja on alettu käyttää hiljattain myös pihatyökaluissa. Niiden erityisetuna on, että ne eivät perinteisten akkujen tapaan kärsi niin sanotusta muisti-ilmiöstä, joten niitä voi ladata milloin vain. Miten pienikokoinen, itsepurkautuvuudeltaan pieni litium-ioniakku sitten toimii?

Litium-ioniakun toimintaperiaate

Nimensä mukaisesti ladattava litium-ioniakku perustuu litium-kevytmetalliin. Litiumakuista poiketen ne ovat ladattavia. Litium-ioniakku sisältää herkkiä, nopeasti reagoivia kemikaaliyhdisteitä, joilla on toisistaan poikkeavat sähkövaraukset. Positiivisesti ja negatiivisesti varautuneet kemikaalit erottaa vain ohuen ohut muovikalvo.

Litium-ioniakun nimessä oleva ioni kuvaa akkutyypin toimintaperiaatetta. Lataaminen ja purkautuminen aiheuttaa sähköisesti varautuneiden litium-ionien siirtymisen elektrodien välillä. Kun akkua ladataan, litium-ionit siirtyvät grafiittianodiin, ja purkautuessa ionit palaavat takaisin katodille. Ionien siirtyminen aiheuttaa sähkömagneettisen voiman, joka ohjaa elektronivirtaa. Litium-ioniakuissa positiivinen katodi on litium-metallioksidia ja negatiivinen anodi grafiittia.

Mitä muisti-ilmiöllä tarkoitetaan?

Litium-ioniakun varaus purkautuu ajan mittaan, vaikka akku ei ole käytössä. Tämä johtuu pääosin litiumin ja elektrolyyttien reaktioista. Prosessia kutsutaan itsepurkautuvuudeksi. Kaikki akut purkautuvat itsestään, mutta litium-ioniakun itsepurkautuvuus on huomattavasti pienempi kuin vanhemmilla akkutyypeillä.

Litium-ioniakut eivät kärsi muisti-ilmiöstä. Jos vanha nikkeli-kadmiumakku (NiCd) purkautui vain osittain, akku ikään kuin "muisti" latautumiseen tarvittavan energiamäärän, eikä täyteen lataaminen ollut enää mahdollista. Litium-ioniakku voidaan ladata täyteen milloin vain ja itsepurkautuvuus on matala. Akut ovat siis käytössä käteviä, ja tehokkuudestaan huolimatta ne ovat pieniä ja kevyitä. Tehokkaimpiakin litium-ioniakkuja saa nykyään sopuhintaan, joten niitä voi käyttää paljon energiaa vaativissa suurissakin laitteissa.

Miksi litium-ionitekniikkaa on saatavilla vasta nyt?

Vaikka litium-ioniakut tunnettiin teoriassa jo 1900-luvun alussa, niitä ei saatu käyttöön vielä pitkiin aikoihin. Litiumin edut elektrodimateriaalina tunnettiin, ja litium-rikkidioksidiakku saatiin käyttöön vuonna 1938 ja litium-tionyylikloridiakku vuonna 1969. Litium-ioniakut olivat kuitenkin edelleen erittäin reaktioherkkiä väärin käsiteltäessä, joten ne eivät sopineet kuluttajien käyttöön. Vuonna 1995 Sony toi markkinoille ensimmäisen litium-ioniakun. Nykyisin akkujen kemiallisia prosesseja tarkkailee BMS-järjestelmä (Battery Management System). Se suojaa syväpurkautumiselta, ylilataamiselta ja ylikuumenemiselta. Monimutkaisen latausjärjestelmän lisäksi litium-ioniakuissa on erityisen paineenkestävä kotelo, minkä vuoksi ne ovat noin 30 prosenttia kalliimpia kuin nikkeli-metallihydridiakut (NiMH).

Kommentit