kategoriler: Öne Çıkan Makaleler » İlginç elektrik haberleri
Görüntülenme sayısı: 15067
Makaleye Yorumlar: 1
Lityum iyon piller
Herhangi bir elektrikli bataryanın çalışma prensibi, bir şarj elektrik akımı bir bataryadan aktığında meydana gelen bir kimyasal reaksiyon sırasında elektrik enerjisi birikimidir ve ters bir kimyasal reaksiyon sırasında bir deşarj akımı aktığında elektrik enerjisi üretilmesidir.
Bataryadaki kimyasal reaksiyonun geri çevrilebilirliği bataryayı tekrar tekrar deşarj etmenizi ve şarj etmenizi sağlar. Bu, pillerin tek kullanımlık akım kaynakları, sadece deşarj akımının mümkün olduğu sıradan pillere göre avantajıdır.
Bir akü elektrodundan diğerine şarj aktarma ortamı olarak, bir elektrolit kullanılır - kimyasal reaksiyonu nedeniyle, elektrotlar üzerindeki malzeme ile aküdeki hem doğrudan hem de ters kimyasal reaksiyonların mümkün olduğu özel bir çözüm, akünün şarj edilmesini mümkün kılar ve rütbesi.
Bugün, en umut verici pil türlerinden biri lityum iyon pil. Bu bataryalarda alüminyum negatif elektrot (katot), bakır ise pozitif elektrot (anot) görevi görür. Elektrotlar farklı bir şekle sahip olabilir, kural olarak, bir silindir veya dikdörtgen bir paket şeklinde bir folyodur.
Alüminyum folyo üzerine uygulayın katot malzemesien sık üçten biri olabilir: lityum kobaltat LiCoO2, lityum ferrofosfat LiFePO4 veya lityum manganez spinel LiMn2O4 ve grafit bir bakır folyoya uygulanır. Lityum ferrofosfat LiFePO4, patlama tehlikesi ve genel olarak çevre dostu olma bakımından şu anda güvenli olan tek katot malzemesidir.
Plastisiteleri nedeniyle bileşimlerine lityum tuzları ekleyebilen polimer elektrolitler, geniş bir iç yüzeye ve hemen hemen her şekle sahip lityum-iyon pillerin üretilmesini mümkün kılar ve bu hem üretimin hem de genel boyutların önemli ölçüde artmasını sağlar.
Böyle bir pili şarj etme sürecinde, lityum iyonları elektrolitten geçer ve anot üzerindeki grafitin kristal kafesine gömülür ve oluşur lityum grafit bileşiği LiC6. Deşarj sırasında ters işlem gerçekleşir - lityum iyonları anottan katoda (oksitleyici) hareket eder ve elektronlar dış devrede katoda hareket eder, sonuç olarak işlem elektriksel nötrlük kazanır.
Bir lityum iyon pilin nominal gerilimi 3,6 volttur, ancak şarj sırasındaki potansiyel fark 4,23 volta ulaşabilir. Bu gerçekle bağlantılı olarak, şarj, izin verilen maksimum voltajda 4,2 volttan fazla üretilmez.
Voltaj aşıldığında bazı lityum bileşikleri kolayca alev alabilir, bu nedenle geleneksel olarak lityum iyon pillere yerleştirilirler şarj seviyesi kontrolörlerikritik voltajın aşılmasına izin vermez. Bir diğer güvenlik özelliği de, torbanın içindeki aşırı basıncı tahliye etmek için entegre valftir.
Lityum-iyon piller, taşınabilir ev aletleri pazarında zaten haklı yerlerini almıştır. Bunlar cep telefonları, kameralar, video kameralar, tabletler, oynatıcılar vb.
Lityum Ferrofosfat LiFePO4 Çevre dostu olması nedeniyle en umut verici katot malzemesi olarak kabul edilir. Lityum kobaltat LiCoO2, sırayla, toksik ve çevreye zararlıdır ve buna dayanan piller için, iyonların sadece% 50'si bileşiğin yapısından çıkarılabilir, çünkü lityumdan tamamen çıkarırsanız, yapı kararsız hale gelir, kobalt oksidasyon durumuna geçer + 4 ve oksijeni oksitleyebilecek ve salınan atomik oksijen elektroliti oksitleyecek ve bir patlama meydana gelecektir.Artırılmış kapasiteye sahip piller (LiCoO2 tabanlı) son derece patlayıcıdır.
Lityum ferrofosfat LiFePO4, 1997 yılında John Goodenough tarafından daha güçlü cihazlar için pillerin katot malzemesi olarak önerildi.
Lityum ferrofosfat yer kabuğunda bulunur ve gelecekte herhangi bir çevresel sorun yaratmaz. Oksijen ondan serbest bırakılamaz, çünkü kararlı bir fosfat iyonu oluşumu ile fosfor tarafından çok güçlü bir şekilde bağlanır. Bununla birlikte, bu materyali kullanma olasılığı için, küçük parçacıklara bölünmesi gerekiyordu, aksi takdirde çok düşük iletkenliği nedeniyle bir yalıtkan olarak kalacaktır. Parçacıklar, lityum iyonlarının hareket yönü boyunca küçük boyutlarda lameller haline getirildi, daha sonra nanometre kalınlığında bir karbon tabakası ile kaplandı.
Bu tür LiFePO4 nanoparçacıkları 10 dakika içinde şarj edilebilir ve kaplama hala değiştirilirse, şarj süresi 1-3 dakikaya inecektir. Gelecekte, 10 yıl boyunca elektrikli araçlara güç sağlayabilecek olan bu malzemedir. Zaten teknolojik olarak mümkün olan şarj-deşarj döngüsü 5-10 dakika içinde tam güvenlik ile.
Modern bilim açısından bakıldığında, taşınabilir nanoakümülatör Beklemek uzun sürmeyecek ve kelime sadece gelişmelerin geniş teknolojik uygulaması için. Elektrikli araçların beklentilerine gelince, artık yakın gelecekte şehirlerde ana ulaşım modu haline geleceklerini varsayabiliriz.
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: