Aký je princíp nabíjania a vybíjania lítium-železofosfátovej batérie?

Lítium-železofosfátová batéria je lítium-iónová batéria s fosforečnanom lítno-železitým (LiFePO4) ako materiálom zápornej elektródy a uhlíkom ako materiálom zápornej elektródy. Menovité napätie jednej batérie je 3,2 V a vypínacie napätie nabíjania je 3,6 V ~ 3,65 V

Počas procesu nabíjania lítium-železofosfátovej batérie niektoré lítne ióny fosforečnanu lítneho unikajú a vstupujú do katódy cez elektrolyt, aby vložili uhlíkový materiál katódy. Súčasne sa z anódy uvoľňujú elektróny, aby dosiahli katódu z vonkajšieho riadiaceho obvodu, aby sa udržala rovnováha chemickej reakcie. V procese vybíjania lítiové ióny unikajú magnetickou silou a dostávajú sa k anóde cez elektrolyt, zatiaľ čo elektróny uvoľnené z katódy sa dostávajú k anóde cez vonkajšie obvody, aby poskytli energiu von.

Vývoj lítium-železofosfátovej batérie má výhody vysokého napätia, vysokej hustoty energie, dlhej životnosti cyklu, dobrého bezpečnostného technického výkonu, nízkej rýchlosti samovybíjania, žiadnej pamäte atď.

V kryštálovej štruktúre lifepo4 sú atómy kyslíka tesne usporiadané do šiestich písmen. PO43 štvorsten a FeO6 oktaedrón tvoria kostru priestorovej štruktúry kryštálu. Li a Fe zaberajú medzery týchto osemstenov, P zaberá štvorsten cez medzeru, kde Fe zaujíma spoločnú uhlovú polohu s osemstenom a Li zaberá kovariantnú polohu každého osemstenu. Osemsteny Feo6 sú spojené na rovine bc kryštálu a osemsteny lio6 na osi b sú spojené reťazovou štruktúrou. Jeden oktaedrón FeO6, dva oktaedróny LiO6 a jeden štvorsten PO43. Celková oktaedrická sieť FeO6 je nespojitá, takže nemôže vytvárať elektronickú vodivosť. Na druhej strane sa objem mriežky obmedzenej na štvorsten PO43 neustále mení, čo ovplyvňuje abláciu Li a elektronickú difúziu, čo vedie k extrémne nízkej úrovni elektronickej vodivosti a účinnosti využitia difúzie iónov katódových materiálov LiFePO4.

Lítium-železofosfátová batéria má vysokú teoretickú kapacitu (asi 170mAh/g) a vybíjaciu platformu 3,4V. Li prúdi tam a späť medzi anódou a anódou, nabíja sa a vybíja. Počas nabíjania dochádza k reakcii oxidačnej technológie a Li uniká z anódy. Analýzou elektrolytu uloženého v katóde sa železo mení z Fe2 na Fe3 a dochádza k reakcii chemického oxidačného systému.

Reakcia nabíjania a vybíjania lítium-železofosfátovej batérie prebieha medzi lifepo_4 a fepo_4. Počas procesu riadenia nabíjania môže LiFePO4 tvoriť FePO4 odlúčením od tradičných lítiových iónov a počas procesu vývoja výboja môže byť LiFePO4 vytvorený zvýšením lítiových iónov zabudovaním FePO4.

Keď je batéria nabitá, lítiové ióny sa pohybujú z kryštálu fosforečnanu lítneho na povrch kryštálu, vstupujú do elektrolytu pôsobením sily elektrického poľa, prechádzajú cez film a potom sa presúvajú na povrch grafitového kryštálu cez elektrolyt a potom vložené do grafitovej kryštálovej mriežky.

Na druhej strane elektronická informácia prúdi cez vodič do hliníkového kolektora anódy cez oko, anódový pól používaný batériou, vonkajší riadiaci obvod, katódu, katódové oko a medený fóliový kolektor katóda batérie a prúdi do čínskej grafitovej katódy cez vodič. Rovnováha náboja katódy. Keď sa lítium-železnatý ión odfázuje z fosforečnanu lítno-železitého, fosforečnan lítno-železnatý sa premení na fosforečnan železitý. Keď sa batéria vybije, lítiové ióny sa oddelia z čierneho kryštálu a vstúpia do učiaceho elektrolytu. Potom môžu byť prenesené na povrch kryštálov fosforečnanu lítno-železitého cez membránu a potom vložené do mriežky fosforečnanu lítno-železitého pomocou analýzy roztoku elektrolytu.

Súčasne elektróny prúdia vodičom do katódového medeného fóliového kolektora, do katódy batérie, vonkajšieho obvodu, anódy, anódy do batériového anódového hliníkového fóliového kolektora a potom cez vodič do lítium-železofosfátovej anódy. Dva polárne náboje sú vyvážené. Lítiové ióny možno vložiť do kryštálov fosforečnanu železitého a fosforečnan železitý sa premení na fosforečnan lítno-železitý.