Что такое литий-железо-фосфатный аккумулятор?

Литий-железо-фосфатный аккумулятор представляет собой литий-ионный аккумулятор с литий-железо-фосфатом (LiFePO4) в качестве катодного материала и углеродом в качестве катодного материала. Номинальное напряжение одной батареи составляет 3,2 В, а напряжение отключения зарядки составляет 3,6–3,65 В.
В процессе зарядки некоторые ионы лития из фосфата лития-железа улетучатся, а электролитическая масса будет перенесена на катод и заключена в углеродном материале. При этом электроны высвобождаются из анода и поступают из внешней цепи для поддержания баланса химической реакции. В процессе разряда ионы лития ускользают под действием магнитной силы, проникают через электролитическую массу, одновременно высвобождаются, попадают во внешнюю цепь и передают энергию наружу.

Литий-железоФосфатная батарея имеет такие преимущества, как высокое рабочее напряжение, высокая плотность энергии, длительный срок службы, хорошая безопасность, низкая скорость саморазряда и отсутствие памяти.
В кристаллической структуре атомы кислорода тесно расположены в шести символах. Тетраэдр РО43 и FeO6 образуют пространственный скелет кристалла, Li и Fe занимают щель октаэдра, P — щель тетраэдра, где Fe занимает коугловое положение, а Li — ковариантное положение. FeO6 соединены между собой в плоскости BC кристалла, а октаэдрическая структура LiO6 в направлении оси B связана между собой в цепочечную структуру. Сосуществуют один тетраэдр FeO6, два LiO6 и один тетраэдр PO43.

Общая сетка FeO6 прерывистая, поэтому она не может образовывать проводимость. С другой стороны, тетраэдр PO43 ограничивает изменение объема решетки и влияет на абляцию и диффузию Li, что приводит к чрезвычайно низкой электронной проводимости и эффективности диффузии ионов материала катода.

Теоретически аккумулятор имеет большую емкость (около 170мАч/г), а разрядная площадка 3,4В. Ли переключается между зарядкой и разрядкой. Во время зарядки происходит реакция окисления, и Li улетучивается. Электролитическое вещество внедряется в катод, железо превращается из Fe2 в Fe3 и происходит реакция окисления.

Каковы структурные характеристики литий-железо-фосфатной батареи?

Левая сторона литий-железо-фосфатной батареи изготовлена ​​из оливина, который соединен с батареей алюминиевой фольгой. Справа — катод батареи, состоящий из углерода (графита), который соединен медной фольгой и катодом батареи. В середине находится мембрана из отделенного полимера. Литий может проходить через мембрану, а не через мембрану. Внутренняя часть аккумулятора заполнена электролитом, а аккумулятор закрыт металлической оболочкой.

Каков принцип зарядки и разрядки аккумулятора?

Реакция заряда-разряда литий-железо-фосфатной батареи происходит между LiFePo4 и FePO4. Во время зарядки ионы лития отделяются от лития, образуя FePO4, а во время разряда ионы лития внедряют FePO4, образуя LiFePo4.

Когда аккумулятор заряжается, ионы лития перемещаются из кристалла литий-железо-фосфата на поверхность кристалла, попадают в электролитическое вещество под действием силы электрического поля, проходят через диафрагму, а затем перемещаются на поверхность кристалла графита через электролит. а затем внедряется в решетку графита. С другой стороны, коллектор из медной фольги протекает через проводник к коллектору из алюминиевой фольги, через наконечник, аккумуляторную стойку, внешнюю цепь, ухо к катоду батареи и через проводник к графитовому катоду. Зарядовый баланс катода. После дефазировки ионов лития из фосфата лития-железа фосфат лития-железа превращается в фосфат железа.