Mis onliitiumraudaku? Sissejuhatus liitiumraudaku tööpõhimõttesse ja eelistesse

Liitiumraudaku on liitiumakude perekonna akutüüp. Selle täisnimetus on liitiumraudfosfaat-liitiumioonaku. Katoodmaterjal on peamiselt liitiumraudfosfaat. Kuna selle omadused sobivad eriti hästi energiarakendusteks, nimetatakse seda ka liitiumraudakuks (edaspidi „liitiumraudaku“).

Liitiumraudaku (LiFePO4) tööpõhimõte
LiFePO4 aku sisemine struktuur: Vasakul on oliviinstruktuuriga LiFePO4 aku positiivse poolusena, mis on ühendatud alumiiniumfooliumiga aku positiivse poolusega. Keskel on polümeermembraan, mis eraldab positiivset ja negatiivset poolust. Liitiumioon Li+ pääseb läbi, kuid elektrooniline e– mitte. Paremal on aku negatiivne poolus, mis koosneb süsinikust (grafiidist) ja on ühendatud vaskfooliumiga aku negatiivse poolusega. Aku elektrolüüt asub aku ülemise ja alumise otsa vahel ning aku on suletud metallkestaga.

LiFePO4 aku laadimisel liigub positiivses elektroodis olev liitiumioon Li+ läbi polümeermembraani negatiivsele elektroodile; tühjenemisprotsessi ajal liigub negatiivses elektroodis olev liitiumioon Li+ läbi diafragma positiivsele elektroodile. Liitiumioonaku on nime saanud liitiumioonide liikumise järgi laadimise ja tühjendamise ajal.

LiFePO4 aku peamine jõudlus
LiFePO4 aku nimipinge on 3,2 V, laadimise lõpppinge on 3,6 V ja tühjenemise lõpppinge on 2,0 V. Erinevate tootjate positiivsete ja negatiivsete elektroodide materjalide ning elektrolüüdimaterjalide erineva kvaliteedi ja protsessi tõttu on nende jõudlus mõnevõrra erinev. Näiteks on sama mudeli (samas pakendis oleva standardaku) aku mahtuvus üsna erinev (10% ~ 20%).

Eelisedliitiumraudaku
Võrreldes traditsiooniliste pliiakudega on liitiumioonakudel märkimisväärsed eelised tööpinge, energiatiheduse, tsükli eluea jms osas. Võrreldes traditsioonilise pliiakuga on sellel järgmised eelised: kõrge energiatihedus, tugev ohutus, hea vastupidavus kõrgele temperatuurile, suur võimsus, pikk tsükli eluiga, kerge kaal, masinaruumi tugevdamise kulude kokkuhoid, väike suurus, pikk aku eluiga, hea ohutus jne.