Çoğu kişi, lityum pilin uzun kullanım ömrüne ve en hızlı şarj olma özelliğine sahip olduğunu bilir. Ama lityum iyon pil nedir? Kurşun asit akü ile karşılaştırıldığında lityum teknolojisinin avantajı nedir? Lityum pil ne kadar dayanır? İşte bilmek isteyebileceğiniz Bilgi. Hadi dalalım!
Lityum İyon Pil Nedir?
Lityum iyon piller esas olarak dört malzemeden oluşur: pozitif elektrot malzemesi, negatif elektrot malzemesi, ayırıcı ve elektrolit!
"Lityum pil", negatif elektrot malzemesi olarak lityum metal veya lityum alaşımı kullanan ve sulu olmayan bir elektrolit çözeltisi kullanan bir pil türüdür. 1912'de lityum metal pil ilk olarak Gilbert N. Lewis tarafından önerildi ve incelendi. 1970'lerde, MS WhitTingham, lityum iyon pilleri önerdi ve incelemeye başladı. Lityum metalinin çok aktif kimyasal özellikleri nedeniyle, lityum metalinin işlenmesi, depolanması ve kullanımı çok yüksek çevresel gereksinimlere sahiptir. Bu nedenle lityum piller uzun süredir kullanılmamaktadır. Bilim ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte, lityum piller artık ana akım haline geldi. Lityum piller kabaca iki kategoriye ayrılabilir: lityum metal piller ve lityum iyon piller. Lityum iyon piller metalik halde lityum içermez ve şarj edilebilir. Beşinci nesil şarj edilebilir piller, lityum metal piller, 1996 yılında doğdu ve güvenliği, özgül kapasitesi, kendi kendine deşarj oranı ve performans-fiyat oranı, lityum iyon pillerden daha iyidir.
1970 yılında, Exxon'un MS WhitTIngham'ı, ilk lityum pili yapmak için pozitif elektrot malzemesi olarak titanyum sülfit ve negatif elektrot malzemesi olarak metal lityum kullandı. Lityum pilin pozitif elektrot malzemesi manganez dioksit veya tionil klorürdür ve negatif elektrot lityumdur. Akü monte edildikten sonra aküde voltaj vardır ve şarj edilmesi gerekmez. Li-ion piller, lityum pillerden geliştirilmiştir. Örneğin geçmişte kameralarda kullanılan düğme piller lityum pillerdir. Bu tür piller de şarj edilebilir ancak çevrim performansı iyi değildir. Lityum kristalleri, şarj ve deşarj döngüsü sırasında kolayca oluşur ve pilin içinde kısa devreye neden olur. Bu nedenle, bu tür pillerin şarj edilmesi genellikle yasaktır.
1980'de J. Goodenough, lityum kobalt oksidin lityum iyon piller için bir katot malzemesi olarak kullanılabileceğini keşfetti.
1982'de Illinois Institute of Technology'den (Illinois Institute of Technology) RRAgarwal ve JRSelman, lityum iyonlarının hızlı ve tersine çevrilebilir olan interkalasyon grafit özelliklerine sahip olduğunu keşfettiler. Aynı zamanda, metal lityumdan yapılmış lityum pillerin güvenlik tehlikeleri de büyük ilgi gördü. Bu nedenle, insanlar şarj edilebilir piller yapmak için grafite gömülü lityum iyonlarının özelliklerini kullanmaya çalıştılar. İlk kullanılabilir lityum iyon grafit elektrot, Bell Laboratuvarlarında başarıyla denendi.
1983 yılında, M. Thackeray, J. Goodenough ve diğerleri, manganez spinelin düşük fiyat, stabilite ve mükemmel elektrik iletkenliği ve lityum iletkenliği ile mükemmel bir katot malzemesi olduğunu buldu. Bozunma sıcaklığı yüksektir ve oksitleyici özelliği lityum kobalt oksitten çok daha düşüktür. Kısa devre veya aşırı şarj oluşsa bile yanma ve patlama tehlikesi önlenebilir.
1989'da A.Manthiram ve J.Goodenough, polimerik anyonlu pozitif bir elektrotun daha yüksek voltaj üreteceğini buldu.
1992'de Sony Corporation of Japan, negatif elektrot olarak karbon malzeme ve pozitif elektrot olarak lityum içeren bir bileşik içeren bir lityum pil icat etti. Şarj ve deşarj işlemi sırasında metal lityum yoktur, sadece lityum iyonları vardır. Bu bir lityum iyon pildir. Daha sonra, lityum iyon piller tüketici elektroniğinin çehresinde devrim yarattı. Pozitif elektrot malzemesi olarak lityum kobalt oksit kullanan bu tür piller, taşınabilir elektronik cihazlar için hala ana güç kaynağıdır.
1996'da Padhi ve Goodenough, lityum demir fosfat (LiFePO4) gibi olivin yapılı fosfatların, geleneksel katot malzemelerinden, özellikle yüksek sıcaklık direncinden daha güvenli olduğunu ve aşırı şarj direncinin geleneksel lityum iyon pil malzemelerininkinden çok daha fazla olduğunu buldu. Bu nedenle, yüksek akım deşarjı için mevcut ana lityum pil katot malzemesi haline geldi. Pil geliştirme tarihi boyunca, mevcut dünya pil endüstrisi gelişiminin üç özelliğini görebiliriz. Biri, lityum iyon piller, nikel-hidrojen piller vb. dahil olmak üzere yeşil ve çevre dostu pillerin hızlı gelişimi; ikincisi ise birincil pillerin sürdürülebilir kalkınmaya uygun pillere dönüştürülmesidir. Geliştirme stratejisi; üçüncüsü, pil daha küçük, hafif ve ince yönünde geliştirilmiştir. Ticari şarj edilebilir piller arasında lityum iyon piller en yüksek özgül enerjiye, özellikle de şarj edilebilir pillerin incelmesini sağlayabilen polimer lityum iyon pillere sahiptir. Lityum-iyon piller yüksek hacimli özgül enerjiye ve kütleye özgü enerjiye sahip olduklarından, şarj edilebilir olduklarından ve kirlilik içermediğinden ve mevcut pil endüstrisi gelişiminin üç ana özelliğine sahip olduklarından, gelişmiş ülkelerde hızla büyümüştür. Telekomünikasyon ve bilgi piyasalarının gelişimi, özellikle cep telefonlarının ve dizüstü bilgisayarların yaygın kullanımı, lityum iyon piller için pazar fırsatlarını beraberinde getirdi. Lityum iyon pildeki polimer lityum iyon pil, güvenlikteki benzersiz avantajlarıyla sıvı elektrolit lityum iyon pili yavaş yavaş değiştirecek ve lityum iyon pilin ana akımı haline gelecektir. “21. yüzyılın pili” olarak bilinen polimer lityum iyon pil, yeni bir depolama pilleri çağını başlatacak ve geliştirme beklentisi oldukça iyimser.
Lityum iyon pil nasıl yapılır?
ilk olarak, Lityum pil malzeme bileşimi
Dört ana malzeme: pozitif elektrot malzemesi, negatif elektrot malzemesi, diyafram, elektrolit
Yardımcı malzemeler: NMP, bakır folyo, alüminyum folyo, alüminyum kabuk kaplama, iletken madde, yapıştırıcı, diğer (EMD), vb.
İkincisi, üretim süreci
Lityum pillerin üretim süreci dört ana sürece ayrılabilir: elektrot hazırlama, hücre montajı, aktivasyon tespiti ve pil montajı. Bunlar arasında elektrot üretimi, pozitif elektrot ve negatif elektrot üretimini de içerir ve ana bağlantılar, yığınlama, karıştırma, kaplama, haddeleme, dilme ve sekme adımlarını içerir.
Üçüncüsü, Üretim için gerekli ekipman
Lityum iyon pillerin üretim sürecine göre, lityum pil ekipmanı esas olarak ön uç ekipman, orta uç ekipman ve arka uç ekipmana ayrılabilir.
Ön uç ekipmanı, vakumlu karıştırıcılar, kaplama makineleri, silindir presler ve dilme makineleri dahil olmak üzere esas olarak elektrot üretim süreci içindir. Kaplama işlemi, karıştırılan bulamacın metal üzerinde eşit şekilde kaplanmasını ve kalınlığın 3 um'den daha az doğru olmasını gerektirir. Dilim yüzeyinde çapak olmadığından emin olmak gerekir, aksi takdirde sonraki işlem üzerinde büyük bir etkisi olacaktır. Bu nedenle, ön uç ekipmanı, tüm üretim hattının kalitesi ile ilgili olan pil üretiminin temel ekipmanıdır.
Orta uç ekipman, esas olarak, sarma makineleri veya laminasyon makineleri, hücre bombardıman makineleri, sıvı enjeksiyon makineleri ve sızdırmazlık ve kaynak ekipmanı dahil olmak üzere hücre montaj sürecini kapsar.
Arka uç ekipmanı temel olarak hücre aktivasyonu ve oluşumu, kapasite dağılımı tespiti ve pil paketlerine montaj gibi süreçleri kapsar. Göreceli olarak konuşursak, kabuk, sızdırmazlık, test ve diğer makineler gibi orta ve arka uç ekipman nispeten basittir ve teknik gereksinimler yüksek değildir.
Lityum pil uygulaması nedir?
Temel olarak üç bölüme ayrılmıştır: dijital, güç ve enerji depolama.
Dijital kategoriler: cep telefonları, tabletler, dizüstü bilgisayarlar, elektrikli oyuncaklar, MP3/MP4, kulaklıklar, güç bankaları, model uçaklar, mobil güç kaynakları vb.
Güç kategorisi: esas olarak elektrikli araçları ifade eder, Glof arabaları, Taşıtları, Deniz makinesi, otomatik yönlendirmeli araçlar (AGV'ler), Otonom Mobil Robotlar (AMR) , elektrikli bisikletler vb.
Enerji depolama: Temel olarak baz istasyonu güç kaynağı, temiz enerji depolama, şebeke güç depolama, ev güneş enerjisi depolama sistemi vb.
Lityum pillerin gelecekte daha yaygın olarak kullanılacağına inanılıyor
“Lityum iyon pil nedir?” üzerine 3 düşünce
Yazınız bana çok ilham verdi, umarım bakış açınızı daha detaylı açıklayabilirsiniz, çünkü bazı şüphelerim var, teşekkür ederim. 20bet
Merhaba,
Nazik sözlerin için teşekkür ederim! Makalemin size ilham verdiğini duyduğuma sevindim. Olası şüphelerinizi gidermek için bakış açılarım hakkında daha fazla açıklama yapmaktan memnuniyet duyarım.
Lütfen hangi spesifik yönleri detaylandırmamı istediğinizi bana bildirmekten çekinmeyin; daha ayrıntılı olarak açıklamak için elimden geleni yapacağım.
Size daha fazla yardımcı olmayı sabırsızlıkla bekliyorum!
Saygılarımla,
Yazılarınız temiz bir nefes! Makaleniz hem düşündürücü hem de keyifli orijinal fikirler ve görüşlerle dolu. Tarzınız hem benzersiz hem de ilgi çekici; çalışmanızı kalabalığın arasından öne çıkarıyor. Sizden daha fazlasını okumayı sabırsızlıkla bekliyorum!