iyonik lityum pil

iyonik lityum pil, dizüstü bilgisayarlardan cep telefonlarına, hibrit ve elektrikli arabalara kadar çok çeşitli cihaz ve araçlarda vazgeçilmez bir bileşen haline gelmiştir. Avantajları arasında yüksek enerji yoğunluğu, şarj edilebilirlik ve hafiflik (kurşun asit pillerden 70%'ye kadar daha hafif); kurşun asit piller gibi toksik yan ürünler üretmeden daha fazla güvenlik; ayrıca kurşun asit piller gibi toksik yan ürünler üretmezler; bu nedenle üreticileri daha iyi katot / anot malzemeleri, piller içinde güvenli kullanım için yüksek kapasiteli piller sağlayan katı elektrolitler geliştirmek için yorulmadan çalışmaktadır - sadece bu avantajları korumak için!

Son yenilikler arasında, mevcut LIB'lerde elektrolit malzemesi olarak kobalt gibi uçucu organik çözücüler kullanmak yerine elektrolit olarak poli(iyonik sıvı) kullanan bir iyonik lityum pil bulunmaktadır. Bu devrim niteliğindeki gelişme, günümüz LIB'lerinde bulunan kobalt gibi pahalı ve sorunlu metallere bağımlılığı azaltarak daha düşük maliyetlerle daha yüksek enerji yoğunlukları vaat etmektedir.

İyonik lityum piller anot, katot, ayırıcı ve elektrolitten oluşur; anot lityum iyonlarını depolarken katot elektron depolama alanı olarak işlev görür; ayırıcı ise pil içindeki elektron akışını engeller. Son olarak, bir elektrolit pozitif yüklü lityum iyonlarını deşarj sırasında anot ve katot arasında ve şarj sırasında eşzamanlı olarak gerçekleşen interkalasyon/deinterkalasyon süreçleri yoluyla anoda geri taşır - bu süreç teknik terimlerle interkalasyon/deinterkalasyon olarak bilinir.

Tipik olarak grafit malzemeden oluşan bir anot, lityum iyonlarını interkalasyon yoluyla depolamak için yanıcı olmayan metal sülfürlerden veya nitrürlerden yapılmış bir katotla birleştirilir; burada lityum iyonları depolama amacıyla yığın grafiti oluşturan 2D karbon katmanları arasına fiziksel olarak gömülür. Hücre deşarjı, pozitif lityum iyonlarını serbest bırakırken aynı zamanda harici devre yoluyla negatif yüklü elektronlar oluşturan bir oksidasyon yarı reaksiyonuna giren bir anot içerir; deşarj sırasında anot, pozitif lityum iyonları üreten bir oksidasyon yarı reaksiyonuna girerken, negatif yüklü elektronlar harici devre yoluyla indirgenme yarı reaksiyonunun gerçekleştiği ve elektrik akımının harici devreden aktığı katoda taşınır.

72v lityum iyon pil, 12 volt 20ah lityum pil, 20ah lityum pil gibi birçok çeşidi vardır. Oksidasyon-redüksiyon reaksiyonları optimum sıcaklık ve koşullarda gerçekleşmelidir; aksi takdirde, önemli yapısal değişiklikler pil kapasitesini önemli ölçüde azaltabilir ve çevrilebilirliğini düşürebilir (bir pilin kapasitesi azalmaya başlamadan önce kaç şarj ve deşarjı kaldırabileceğinin ölçüsü), potansiyel olarak hücre iç basıncını artırarak tabletler ve akıllı telefonlar gibi mobil cihazlar için güvenlik tehditleri oluşturabilir.