Ce este bateria cu litiu fosfat de fier?

Bateria cu litiu fier fosfat este o baterie litiu-ion cu fosfat litiu fier (LiFePO4) ca material catodic și carbon ca material catodic. Tensiunea nominală a bateriei unice este de 3,2 V, iar tensiunea de întrerupere a încărcării este de 3,6 V ~ 3,65 V.
În timpul procesului de încărcare, unii ioni de litiu ai fosfatului de litiu și fier vor scăpa, iar masa electrolitică va fi transferată la catod și încorporată cu material de carbon. În același timp, electronii sunt eliberați din anod și ajung din circuitul extern pentru a menține echilibrul reacției chimice. În procesul de descărcare, ionii de litiu scapă prin forță magnetică, ajung prin masa electrolitică, se eliberează în același timp, ajung în circuitul extern și furnizează energie în exterior.

Fier cu litiuBateria cu fosfat are avantajele unei tensiuni de lucru ridicate, densitate mare de energie, durată lungă de viață, siguranță bună, rata scăzută de autodescărcare și lipsă de memorie.
În structura cristalină, atomii de oxigen sunt strâns aranjați în șase caractere. Tetraedrul PO43 și FeO6 formează scheletul spațial al cristalului, Li și Fe ocupă golul octaedrului, P ocupă golul tetraedrului, unde Fe ocupă poziția counghiulară și Li ocupă poziția covariantă. FeO6 este conectat unul cu celălalt pe planul BC al cristalului, iar structura octaedrică a LiO6 în direcția axei B este conectată între ele într-o structură în lanț. Un tetraedru FeO6, două LiO6 și un tetraedru PO43 coexistă.

Rețeaua totală de FeO6 este discontinuă, deci nu poate forma conductivitate. Pe de altă parte, tetraedrul PO43 limitează modificarea volumului rețelei și afectează ablația și difuzia Li, rezultând o conductivitate electronică extrem de scăzută și o eficiență de difuzie ionică a materialului catodic.

Teoretic, bateria are o capacitate mare (aproximativ 170mAh/g), iar platforma de descărcare este de 3,4V. Li merge înainte și înapoi între încărcare și descărcare. În timpul încărcării, are loc o reacție de oxidare, iar Li scapă. Substanța electrolitică este încorporată în catod, iar fierul este transformat din Fe2 în Fe3 și are loc reacția de oxidare.

Care sunt caracteristicile structurale ale bateriei cu litiu fosfat de fier?

Partea stângă a bateriei cu fosfat de litiu și fier este realizată din material olivin, care este conectat cu bateria prin folie de aluminiu. În dreapta este catodul bateriei compus din carbon (grafit), care este conectat prin folie de cupru și catodul bateriei. În mijloc se află membrana polimerului separat. Litiul poate trece prin membrană, nu prin membrană. Interiorul bateriei este umplut cu substanță electrolitică, iar bateria este sigilată cu o carcasă metalică.

Care este principiul de încărcare și descărcare a bateriei?

Reacția de descărcare a sarcinii a bateriei cu fosfat de litiu și fier are loc între LiFePo4 și FePO4. În timpul încărcării, ionii separați de litiu formează FePO4, iar în timpul descărcării, ionii de litiu înglobează FePO4 pentru a forma LiFePo4.

Când bateria este încărcată, ionii de litiu se deplasează de la cristalul de fosfat de fier de litiu la suprafața cristalului, intră în substanța electrolitică sub efectul forței câmpului electric, trec prin diafragmă și apoi se deplasează la suprafața cristalului de grafit prin electrolit, și apoi încorporat în rețeaua de grafit. Pe de altă parte, colectorul din folie de cupru curge prin conductor către colectorul din folie de aluminiu, prin ureche, coloana bateriei, circuitul extern, ureche către catodul bateriei și prin conductor către catodul din grafit. Echilibrul de sarcină al catodului. După ce ionii de litiu sunt defazați din fosfatul de fier de litiu, fosfatul de fier de litiu este transformat în fosfat de fier.