Contoh prototipikal untuk kasus terakhir adalah reaksi reversibel litium dengan TiS2.

Li + TiS2 → Li+[TiS2]-

Beberapa logam dichalcogenides MX2 ( M=Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Sn ; X = S, Se) proses struktur berlapis. Lapisan terdiri dari dua lapis ion dichalcogenides terjejal diantara antara kation yang berada di oktahedral atau situs prismatik trigonal. Demikian, urutan atom tegak lurus untuk lapisan X-M-X X M X(Gambar 2-21).∙∙∙ ∙∙∙ ∙∙∙

Gambar 2-21. Struktur TiS2

Selama interkalasi lithium ke TiS2, Ti4+ direduksi menjadi Ti3

+, kation lithium dan yang disisipkan di antara lapisan sulfida. Gaya waals van de antara lapisan TiS+ digantikan oleh interaksi coulomb antara lapisan bermuatan negatif dan tindakan Li+. Jarak interlayer dari produk akhir, LiTiS2, diperluas relatif terhadap induk TiS2.

Beberapa oksida logam transisi atau chalcogenides mampu menyisipkan lithium reversibel. Selain proton, tidak ada kation selain Li+ dapat menembus dengan mudah ke dalam padatan. Bahan dasar kimia untuk baterai isi ulang-suhu lingkungan ("baterai lithium") digunakan dalam telepon selular, komputer portabel, dll baterai Lithium menawarkan beberapa keunggulan, seperti tegangan tinggi, kepadatan energi yang lebih tinggi, dan lebih lama rak-hidup dibandingkan dengan sistem yang lain. Prinsip operasi dari baterai yang khas ditunjukkan pada Gambar 2-22.Dalam sel mentransfer ion lithium kedua elektroda mampu penyisipan lithium reversibel. Karena perbedaan dalam potensi kimia Li dalam dua elektroda, transfer Li+ dari katoda melalui elektrolit ke anoda (melepaskan) memberikan energi, sedangkan proses sebaliknya (menerima) mengkonsumsi energi (Gambar 2-22). Sel-sel tersebut juga disebut "kursi goyang" sel, karena pergerakan ion Li+ antara katoda dan anoda selama siklus discharge-charge.

Mayoritas sel avaible komersial menggunakan LiCoO2 berlapis sebagai katoda, karbon graphitic sebagai anoda, dan (garam lithium dilarutkan dalam pelarut organik aprotik) organik cair atau elektrolit polimer (Persamaan. 2-27). Bahan lain adalah LiNiO2, spinel LiMn2O4, dan V2O5. Penggunaan oksida sepenuhnya lmemiliki keuntungan bahwa sel dapat diproduksi di keadaan pelepasan (yaitu, dari LiCoO2 dan grafit).

Katoda: Li0.35CoO2 + 0.65 Li+ + 0.65 e- LiCoO2

Anoda: C6Lix Cgrafit + x Li+ + x e-

Keseluruhan: Li0.35CoO2 + C6Li LiCoO2 + grafit

(2-27)

Gambar 2-22. Skema ilustrasi penerimaan dan pelepasan dalam baterai isi ulang ion litium.

Bahan karbon yang digunakan untuk anoda adalah polikristalin dan terdiri dari agregat kristal grafit. Pada tekanan ambien, maksimum kuat tekan C6Li dapat tercapai untuk kristal karbon graphitic tinggi.Struktur LiCoO2 berasal dari lapisan logam dichalcogenide struktur MX2 (Gambar 2-21). Ekuivalen MO2 tidak stabil, karena elektronegativitas lebih tinggi dan lebih rendah polarisabilitas oksigen dibandingkan dengan belerang atau selenium. Hal ini menyebabkan ikatan MO lebih ionik, dan tolakan kuat antara lapisan oksigen yang berdekatan. Namun, ion logam alkali (M ') antara lapisan menstabilkan struktur berlapis (M'xMO2), karena mereka menyaring tolakan anionik. Ion Li+ memiliki

melepaskan

melepaskan

menerima

menerima

menerima

melepaskan

mobilitas dua dimensi tinggi antara lapisan CoO2. Karena ketidakstabilan struktur CoO2 berlapis, tidak semua Li+ adalah elektrokimia yang dihapus dari LiCoO2.