Bir lityum demir fosfat pil, pozitif elektrot malzemesi olarak lityum demir fosfat (Lifepo₄) ve negatif elektrot malzemesi olarak karbon (genellikle grafit) kullanan bir tür lityum iyon pilidir. Aşağıda lityum demir fosfat piline ayrıntılı bir giriş:
I. Tanım ve yapı
Tanım: Lityum demir fosfat pil inorganik bir maddedir, kimyasal formül LifePO4'tür, burada Li+ metal lityum iyonunu temsil eder, Fe demir, PO4²⁻ fosfat iyonunu temsil eder.
Yapı. Pilin solunda, olivin yapısındaki Lifepo₄ malzemesinin pozitif kutbu vardır. Alüminyum folyo ile pilin pozitif kutbuna bağlanır. Sağda, bakır folyo ile pilin negatif elektrotuna bağlı olan karbondan (grafit) oluşan pilin negatif elektrotu vardır. Ortada, lityum iyonlarının geçebileceği ancak elektronların yapamayacağı pozitif ve negatif elektrotları ayıran bir polimer diyaframı vardır. Pil elektrolitlerle doldurulur ve metal bir muhafaza içine yerleştirilir.
İkincisi, çalışma prensibi
Lityum demir fosfat pilinin yük ve deşarj reaksiyonu, Lifepo₄ ve fepo₄ fazları arasında gerçekleştirilir.
Şarj işlemi sırasında, lityum demir fosfattaki lityum iyonlarının bir kısmı çıkarılır, negatif elektrota elektrolit yoluyla aktarılır ve negatif karbon malzemesine gömülür; Aynı zamanda, elektronlar pozitif elektrottan salınır ve kimyasal reaksiyonun dengesini korumak için dış devreden negatif elektrota ulaşır.
Deşarj işlemi sırasında, lityum iyon kendi elektrotu elektrolitten pozitif elektrottan çıkar ve ulaşır, negatif elektrot elektronları serbest bırakır ve dış dünyaya enerji sağlamak için dış devreden pozitif elektrota ulaşır.
3. Özellikler ve avantajlar
Enerji Yoğunluğu: Lityum Demir Fosfat Pili Yüksek Enerji Yoğunluğuna, Tekizin Nominal Voltajı 3.2V LifePO4 Pil ve Şarj Kesme Voltajı 3.6V ~ 3.65V'dir. Son yıllarda, teknolojinin ilerlemesiyle, enerji yoğunluğu artmaya devam ediyor ve bazı mükemmel pil üreticileri 175-180Wh/kg veya daha da yüksek ulaşabildi.
Güvenlik Performansı: Lityum demir fosfat pilin katot malzemesi kararlı elektrokimyasal performansa, sabit bir şarj ve deşarj platformuna sahiptir ve şarj ve deşarj işlemi sırasında pilin yapısı değişmez, bu nedenle güvenlik performansı iyidir. Yüksek güvenlik, kısa devre, aşırı ücret, ekstrüzyon ve iğneleme gibi özel koşullar altında bile korunabilir.
Döngü ömrü: Lityum demir fosfat pillerinin döngü ömrü uzundur ve 1C döngü ömrü genellikle 2.000 kat veya hatta 3.500'den fazla. Enerji depolama piyasası için 4000-5000'den fazla kez ulaşmak ve 8-10 yıllık bir hizmet ömrü sağlamak gerekir.
Diğer avantajlar: Orta derecede çalışma voltajı, birim ağırlık başına büyük güç kapasitesi, yüksek deşarj gücü, hızlı şarj, geniş çalışma sıcaklığı aralığı (iyi düşük sıcaklıkta deşarj performansı ve yüksek sıcaklık stabilitesi dahil).
4. Uygulama alanı
Mükemmel performansı nedeniyle, lityum demir fosfat pilleri, özellikle elektrikli araçlar, elektrikli bisikletler, elektrik aletleri vb. Ayrıca, enerji depolama sistemlerinde, taşınabilir elektrik santralinde ve diğer alanlarda da yaygın olarak kullanılır.
5. Sentez süreci
Lityum demir fosfat lityum pilin sentez işlemi temel olarak geliştirilmiştir, bu da esas olarak katı faz yöntemine ve sıvı faz yöntemine ayrılmıştır. Bunlar arasında, yüksek sıcaklıkta katı faz reaksiyon yöntemi en yaygın olarak kullanılan ve katı faz yöntemindeki mikrodalga sentez yöntemini sıvı faz yöntemindeki hidrotermal sentez yöntemiyle, yani mikrodalga hidrotermal yöntemiyle birleştiren araştırmacılar vardır. Ek olarak, biyonik yöntem, soğutma kurutma yöntemi, emülsiyon kurutma yöntemi, nabız lazer biriktirme yöntemi vb. Uygun sentez yöntemini seçerek, pilin performansını etkili bir şekilde artırmak için küçük parçacık boyutuna ve iyi dispersiyon performansına sahip ürün sentezlenebilir.
Özetle, lityum demir fosfat pili, mükemmel performansa ve geniş uygulamaya sahip bir tür lityum iyon pilidir. Teknolojinin sürekli ilerlemesi ve piyasanın sürekli genişlemesi ile gelecekteki kalkınma beklentileri çok geniştir.
