Lityum demir fosfat pil nedir?

Lityum demir fosfat pili, katot malzemesi olarak lityum demir fosfat (LiFePO4) ve katot malzemesi olarak karbon içeren bir lityum iyon pildir. Tek akünün nominal voltajı 3,2V ve şarj kesme voltajı 3,6V~3,65V'dir.
Şarj işlemi sırasında, lityum demir fosfatın bazı lityum iyonları kaçacak ve elektrolitik kütle katoda aktarılacak ve karbon malzemeyle gömülecek. Aynı zamanda kimyasal reaksiyonun dengesini korumak için anottan elektronlar salınır ve dış devreden gelir. Deşarj işleminde lityum iyonları manyetik kuvvetle kaçar, elektrolitik kütlenin içinden geçerek aynı anda serbest kalır, dış devreye ulaşır ve dışarıya enerji sağlar.

Lityum demirfosfat pil, yüksek çalışma voltajı, yüksek enerji yoğunluğu, uzun çevrim ömrü, iyi güvenlik, düşük kendi kendine deşarj oranı ve hafızanın olmaması gibi avantajlara sahiptir.
Kristal yapıda oksijen atomları altı karakter halinde birbirine yakın şekilde düzenlenmiştir. PO43 tetrahedron ve FeO6 kristalin uzamsal iskeletini oluşturur, Li ve Fe oktahedron boşluğunu doldurur, P tetrahedron boşluğunu doldurur, burada Fe ortak açısal pozisyonu ve Li kovaryant pozisyonu işgal eder. FeO6 kristalin BC düzleminde birbirine, LiO6'nın ise B ekseni yönündeki oktahedral yapısı zincir yapısında birbirine bağlıdır. Bir FeO6, iki LiO6 ve bir PO43 tetrahedron bir arada bulunur.

FeO6'nın toplam ağı süreksiz olduğundan iletkenlik oluşturamaz. Öte yandan, PO43 tetrahedron, kafesin hacim değişimini kısıtlar ve Li'nin ablasyonunu ve difüzyonunu etkiler, bu da katot malzemesinin son derece düşük elektronik iletkenliğine ve iyon difüzyon verimliliğine neden olur.

Teorik olarak pilin kapasitesi yüksek (yaklaşık 170mAh/g) ve deşarj platformu 3,4V'tur. Li, şarj etme ve boşaltma arasında gidip gelir. Şarj sırasında oksidasyon reaksiyonu meydana gelir ve Li kaçar. Elektrolitik madde katoda gömülür ve demir Fe2'den Fe3'e dönüştürülür ve oksidasyon reaksiyonu meydana gelir.

Lityum demir fosfat pilin yapısal özellikleri nelerdir?

Lityum demir fosfat pilin sol tarafı, pile alüminyum folyo ile bağlanan olivin malzemeden yapılmıştır. Sağda, bakır folyo ve akü katodu ile bağlanan karbondan (grafit) oluşan akü katodu bulunmaktadır. Ortada ayrılmış polimerin zarı bulunur. Lityum membrandan değil membrandan geçebilir. Pilin içi elektrolitik madde ile doldurulmuştur ve pil metal bir kabuk ile kapatılmıştır.

Pilin şarj edilmesi ve boşaltılması prensibi nedir?

Lityum demir fosfat pilin şarj deşarj reaksiyonu LiFePo4 ve FePO4 arasında gerçekleşir. Şarj sırasında iyonlar lityumdan ayrılarak FePO4'ü oluşturur ve deşarj sırasında lityum iyonları FePO4'ü içine alarak LiFePo4'ü oluşturur.

Pil şarj edildiğinde, lityum iyonları lityum demir fosfat kristalinden kristal yüzeyine hareket eder, elektrik alan kuvvetinin etkisi altında elektrolitik maddeye girer, diyaframdan geçer ve daha sonra elektrolit yoluyla grafit kristalinin yüzeyine hareket eder, ve daha sonra grafit kafesin içine gömüldü. Öte yandan, bakır folyo toplayıcı, iletken boyunca alüminyum folyo toplayıcıya, pabuç, akü kolonu, dış devre, kulak yoluyla akü katotuna ve iletken üzerinden grafit katoda akar. Katodun yük dengesi. Lityum iyonları lityum demir fosfattan ayrıldıktan sonra lityum demir fosfat demir fosfata dönüştürülür.