Какъв е принципът на зареждане и разреждане на литиево-железно-фосфатната батерия?

Литиево-железно-фосфатната батерия е литиево-йонна батерия с литиево-железен фосфат (LiFePO4) като отрицателен електроден материал и въглерод като отрицателен електроден материал. Номиналното напрежение на единичната батерия е 3,2 V, а напрежението на прекъсване на зареждането е 3,6 V ~ 3,65 V

По време на процеса на зареждане на литиево-железен фосфат батерия, някои литиеви йони от литиево-железен фосфат излизат и влизат в катода през електролита, за да вградят катодния въглероден материал. В същото време електроните се освобождават от анода, за да достигнат до катода от външната контролна верига, за да поддържат баланса на химическата реакция. В процеса на разреждане литиевите йони излизат чрез магнитна сила и достигат до анода чрез електролит, докато електроните, освободени от катода, достигат до анода през външни вериги, за да осигурят енергия навън.

Разработването на литиево-железно-фосфатни батерии има предимствата на високо напрежение, висока енергийна плътност, дълъг живот на цикъла, добри технически характеристики за безопасност, ниска скорост на саморазреждане, липса на памет и т.н.

В кристалната структура на lifepo4 кислородните атоми са тясно подредени в шест букви. Тетраедър PO43 и октаедър FeO6 образуват пространствен структурен скелет от кристал. Li и Fe заемат празнините на тези октаедри, P заемат тетраедъра през празнината, където Fe заема общата ъглова позиция с октаедъра, а Li заема ковариантната позиция на всеки октаедър. Октаедрите на Feo6 са свързани в равнината bc на кристала, а октаедрите на lio6 по оста b са свързани чрез верижна структура. Един октаедър FeO6, два октаедъра LiO6 и един тетраедър PO43. Общата октаедрична мрежа от FeO6 е прекъсната, така че не може да образува електронна проводимост. От друга страна, обемът на ограничената решетка на PO43 тетраедър се променя постоянно, което влияе върху аблацията на Li и електронната дифузия, като по този начин води до изключително ниско ниво на електронна проводимост и ефективност на използване на йонна дифузия на LiFePO4 катодни материали.

Литиево-железно-фосфатна батерия има висок теоретичен капацитет (около 170 mAh/g) и платформа за разреждане от 3,4 V. Li тече напред-назад между анода и анода, като се зарежда и разрежда. По време на зареждането възниква реакция на окислителна технология и Li излиза от анода. Чрез анализиране на електролита, вграден в катода, желязото се променя от Fe2 на Fe3 и възниква реакция на химическа окислителна система.

Реакцията на разреждане на заряда на литиево-железно-фосфатната батерия се извършва между lifepo_4 и fepo_4. По време на процеса на управление на зареждането LiFePO4 може да образува FePO4 чрез отделяне от традиционните литиеви йони, а по време на процеса на разреждане LiFePO4 може да се образува чрез увеличаване на литиевите йони чрез вграждане на FePO4.

Когато батерията е заредена, литиевите йони се движат от литиево-железен фосфатен кристал към кристалната повърхност, навлизат в електролита под въздействието на силата на електрическото поле, преминават през филма и след това се преместват към повърхността на графитния кристал през електролита и след това вградени в графитната кристална решетка.

От друга страна, електронната информация протича през проводника към колектора от алуминиево фолио на анода през накрайника, анодния полюс, използван от батерията, външната контролна верига, катода, катодния накрайник и колектора на медно фолио на катод на батерията и преминава към китайския графитен катод през проводника. Балансът на заряда на катода. Когато литиевият йон се дефазира от литиево-железния фосфат, литиево-железният фосфат се превръща в железен фосфат. Когато батерията се разреди, литиевите йони се отделят от черния преходен кристал и влизат в учебния електролит. След това те могат да бъдат прехвърлени към повърхността на кристала на литиево-железния фосфат през мембраната и след това да бъдат вградени в решетката на литиево-железния фосфат чрез анализиране на електролитния разтвор.

В същото време електроните преминават през проводника към катодния колектор от медно фолио, към катода на батерията, външната верига, анода, анода към колектора от алуминиево фолио на анода на батерията и след това към анода от литиево-железен фосфат през проводника. Двата полярни заряда са балансирани. Литиевите йони могат да бъдат вмъкнати в кристал на железен фосфат и железният фосфат се превръща в литиево-железен фосфат.