Jaký je princip nabíjení a vybíjení lithium-železofosfátové baterie?

Lithium-železofosfátová baterie je lithium-iontová baterie s fosforečnanem lithným (LiFePO4) jako materiálem záporné elektrody a uhlíkem jako materiálem záporné elektrody. Jmenovité napětí jedné baterie je 3,2 V a vypínací napětí nabíjení je 3,6 V ~ 3,65 V

Během nabíjecího procesu lithium-železo-fosfátové baterie uniknou některé lithiové ionty fosforečnanu lithného a vstupují do katody přes elektrolyt, aby vložily uhlíkový materiál katody. Současně se z anody uvolňují elektrony, aby dosáhly ke katodě z vnějšího řídicího obvodu, aby byla zachována rovnováha chemické reakce. V procesu vybíjení ionty lithia unikají magnetickou silou a dostávají se k anodě prostřednictvím elektrolytu, zatímco elektrony uvolněné z katody se dostávají k anodě přes vnější obvody a poskytují energii ven.

Vývoj lithium-železofosfátové baterie má výhody vysokého napětí, vysoké hustoty energie, dlouhé životnosti cyklu, dobrého bezpečnostního technického výkonu, nízké rychlosti samovybíjení, žádné paměti a tak dále.

V krystalové struktuře lifepo4 jsou atomy kyslíku těsně uspořádány do šesti písmen. PO43 tetraedr a FeO6 oktaedr tvoří kostru prostorové struktury krystalu. Li a Fe zaujímají mezery těchto osmistěnů, P zaujímají čtyřstěn skrz mezeru, kde Fe zaujímá společnou úhlovou polohu s osmistěny a Li zaujímá kovariantní polohu každého osmistěnu. Osmistěny Feo6 jsou spojeny v rovině bc krystalu a oktaedry lio6 na ose b jsou spojeny řetězovou strukturou. Jeden oktaedr FeO6, dva oktaedry LiO6 a jeden čtyřstěn PO43. Celková oktaedrická síť FeO6 je nespojitá, takže nemůže tvořit elektronickou vodivost. Na druhé straně se objem mřížky omezeného tetraedru PO43 neustále mění, což ovlivňuje ablaci Li a elektronovou difúzi, což vede k extrémně nízké úrovni elektronové vodivosti a účinnosti využití iontové difúze katodových materiálů LiFePO4.

Lithium-železofosfátová baterie má vysokou teoretickou kapacitu (asi 170mAh/g) a vybíjecí platformu 3,4V. Li proudí tam a zpět mezi anodou a anodou, nabíjí se a vybíjí. Během nabíjení dochází k reakci oxidační technologie a Li uniká z anody. Analýzou elektrolytu uloženého v katodě se železo mění z Fe2 na Fe3 a dochází k reakci chemického oxidačního systému.

Reakce nabíjení a vybíjení lithium-železofosfátové baterie probíhá mezi lifepo_4 a fepo_4. Během procesu řízení nabíjení může LiFePO4 tvořit FePO4 odtržením od tradičních iontů lithia a během procesu vývoje vybíjení může být LiFePO4 tvořen zvýšením iontů lithia vložením FePO4.

Když je baterie nabitá, ionty lithia se pohybují z krystalu fosforečnanu lithného na povrch krystalu, vstupují do elektrolytu působením síly elektrického pole, procházejí filmem a poté se přes elektrolyt přesunou na povrch grafitového krystalu a poté zapuštěné do krystalové mřížky grafitu.

Na druhé straně elektronická informace proudí vodičem do hliníkového kolektoru anody přes oko, anodový pól používaný baterií, vnější řídicí obvod, katodu, katodové oko a měděný fóliový kolektor katodě baterie a proudí k čínské grafitové katodě přes vodič. Bilance náboje katody. Když je lithný iont odfázován z fosforečnanu lithného a železnatého, fosforečnan lithný se přemění na fosforečnan železitý. Když je baterie vybitá, ionty lithia jsou odstraněny z černého spojovacího krystalu a vstupují do učícího elektrolytu. Poté mohou být přeneseny na povrch krystalu fosforečnanu lithného přes membránu a poté zapuštěny do mřížky fosforečnanu lithného a železa pomocí analýzy roztoku elektrolytu.

Současně elektrony proudí vodičem ke katodovému měděnému fóliovému kolektoru, ke katodě baterie, vnějšímu obvodu, anodě, anodě k anodovému hliníkovému fóliovému kolektoru baterie a poté vodičem k anodě z fosforečnanu lithného. Dva polární náboje jsou vyvážené. Lithné ionty mohou být vloženy do krystalu fosforečnanu železitého a fosforečnan železitý je přeměněn na fosforečnan lithný.