Thể loại: Bài viết nổi bật » Tin tức điện tử thú vị
Số lượt xem: 15067
Bình luận về bài viết: 1
Pin lithium ion
Nguyên lý hoạt động của bất kỳ pin điện nào là sự tích lũy năng lượng điện trong phản ứng hóa học xảy ra khi dòng điện sạc chạy qua pin và tạo ra năng lượng điện khi dòng phóng điện chạy trong phản ứng hóa học ngược.
Khả năng đảo ngược của phản ứng hóa học trong pin cho phép bạn xả và sạc pin nhiều lần. Đây là lợi thế của pin so với các nguồn hiện tại dùng một lần, pin thông thường, trong đó chỉ có dòng xả là có thể.
Là phương tiện để truyền điện tích từ điện cực pin này sang điện cực khác, chất điện phân được sử dụng - một giải pháp đặc biệt, do phản ứng hóa học với vật liệu trên các điện cực, cả hai phản ứng hóa học trực tiếp và ngược lại đều có thể sạc pin và có thể sạc pin và cấp bậc của mình.
Ngày nay, một trong những loại pin hứa hẹn nhất là pin lithium ion. Trong các pin này, nhôm đóng vai trò là điện cực âm (cực âm) và đồng là điện cực dương (cực dương). Các điện cực có thể có hình dạng khác nhau, theo quy luật, nó là một lá ở dạng hình trụ hoặc gói thuôn.
Áp dụng trên lá nhôm vật liệu catốt, mà thường nhất có thể là một trong ba: lithium cobaltate LiCoO2, lithium ferrophosphate LiFePO4 hoặc lithium mangan spinel LiMn2O4, và than chì được áp dụng cho một lá đồng. Lithium ferrophosphate LiFePO4 là vật liệu catốt duy nhất, hiện an toàn về mặt nguy cơ cháy nổ và thân thiện với môi trường nói chung.
Các chất điện phân polymer có thể kết hợp muối lithium vào thành phần của chúng, do tính dẻo của chúng, tạo ra pin lithium-ion có bề mặt bên trong lớn và gần như bất kỳ hình dạng nào, và điều này làm tăng đáng kể cả khả năng sản xuất của sản xuất và kích thước tổng thể.
Trong quá trình sạc pin như vậy, các ion lithium di chuyển qua chất điện phân và được nhúng vào mạng tinh thể than chì trên cực dương, hình thành hợp chất than chì LiC6. Trong quá trình phóng điện, quá trình ngược lại xảy ra - các ion lithium di chuyển đến cực âm (chất oxy hóa) từ cực dương, và các electron di chuyển đến cực âm trong mạch ngoài, do đó, quá trình này có được tính trung lập điện.
Điện áp danh định của pin lithium-ion là 3,6 volt, tuy nhiên, sự khác biệt tiềm năng trong quá trình sạc có thể đạt tới 4,23 volt. Liên quan đến thực tế này, điện tích được tạo ra ở điện áp tối đa cho phép không quá 4.2 volt.
Một số hợp chất lithium có thể dễ dàng bốc cháy nếu điện áp vượt quá, do đó, theo truyền thống, chúng được tích hợp vào pin lithium-ion bộ điều khiển mức sạckhông cho phép vượt quá điện áp tới hạn. Một tính năng an toàn khác là van tích hợp để giảm áp lực dư thừa bên trong túi.
Pin lithium-ion đã chiếm vị trí xứng đáng của họ trên thị trường thiết bị gia dụng cầm tay. Đây là pin cho điện thoại di động, máy ảnh, máy quay phim, máy tính bảng, máy nghe nhạc, v.v.
LiFePO4 Li-Ferrophosphate Nó được coi là vật liệu catốt hứa hẹn nhất do sự thân thiện với môi trường của nó. Ngược lại, LiCoO2 của lithium cobanate độc hại và gây hại cho môi trường và đối với pin dựa trên nó, chỉ có 50% các ion có thể được loại bỏ khỏi cấu trúc của hợp chất, bởi vì nếu bạn loại bỏ hoàn toàn lithium khỏi nó, cấu trúc sẽ trở nên không ổn định, coban sẽ chuyển sang trạng thái oxy hóa + 4 và sẽ có thể oxy hóa oxy, và oxy nguyên tử được giải phóng sẽ oxy hóa chất điện phân, và một vụ nổ sẽ xảy ra.Pin có dung lượng tăng (dựa trên LiCoO2) cực kỳ dễ nổ.
LiFePO4 lithium ferrophosphate đã được đề xuất làm vật liệu catốt cho pin cho các thiết bị mạnh hơn vào năm 1997 bởi John Goodenough.
Lithium ferrophosphate hiện diện trong lớp vỏ trái đất và sẽ không tạo ra bất kỳ vấn đề môi trường nào trong tương lai. Oxy không thể được giải phóng khỏi nó, vì tất cả đều bị ràng buộc rất mạnh bởi phốt pho với sự hình thành ion photphat ổn định. Tuy nhiên, đối với khả năng sử dụng vật liệu này, nó phải được phân mảnh thành các hạt nhỏ, nếu không nó sẽ vẫn là chất cách điện do độ dẫn rất thấp. Các hạt được chế tạo lamellar với kích thước nhỏ dọc theo hướng chuyển động của các ion lithium, sau đó được phủ một lớp carbon dày nanomet.
Các hạt nano LiFePO4 như vậy có thể sạc trong 10 phút và nếu lớp phủ vẫn được sửa đổi, thời gian sạc sẽ giảm xuống còn 1-3 phút. Trong tương lai, chính vật liệu này sẽ có thể cung cấp năng lượng cho xe điện trong 10 năm. Đã chu kỳ xả điện công nghệ có thể trong 5-10 phút với sự an toàn hoàn toàn.
Từ quan điểm của khoa học hiện đại, sự phát triển và phát hành máy tích lũy nano Sẽ không mất nhiều thời gian để chờ đợi, và từ này chỉ dành cho việc triển khai công nghệ rộng rãi. Đối với triển vọng của xe điện, bây giờ chúng ta đã có thể giả định rằng chúng sẽ trở thành phương thức vận tải chính trong các thành phố của tương lai gần.
Xem thêm tại electro-vi.tomathouse.com
: