Що таке літій-залізо-фосфатний акумулятор?

Літій-залізо-фосфатна батарея — це літій-іонна батарея з фосфатом літію заліза (LiFePO4) як матеріал катода та вуглецем як матеріал катода. Номінальна напруга однієї батареї становить 3,2 В, а напруга відключення зарядки становить 3,6 В ~ 3,65 В.
Під час процесу заряджання частина іонів літію з фосфату літію і заліза вийде, і електролітична маса буде перенесена на катод і вбудована в вуглецевий матеріал. У той же час електрони вивільняються з анода і надходять із зовнішнього контуру для підтримки балансу хімічної реакції. У процесі розряду іони літію виходять через магнітну силу, надходять через електролітичну масу, вивільняються в той же час, надходять у зовнішній контур і постачають енергію назовні.

Літієве залізофосфатна батарея має такі переваги, як висока робоча напруга, висока щільність енергії, тривалий термін служби, хороша безпека, низька швидкість саморозряду та відсутність пам’яті.
У кристалічній структурі атоми кисню тісно розташовані в шести знаках. Тетраедр PO43 і FeO6 утворюють просторовий скелет кристала, Li і Fe займають щілину октаедра, P займають щілину тетраедра, де Fe займає співкутове положення, а Li займає коваріантне положення. FeO6 з'єднаний один з одним на площині BC кристала, а октаедрична структура LiO6 в напрямку осі B з'єднана одна з одною в ланцюгову структуру. Один FeO6, два LiO6 і один тетраедр PO43 співіснують.

Загальна мережа FeO6 розривна, тому не може утворювати провідність. З іншого боку, тетраедр PO43 обмежує зміну об’єму решітки та впливає на абляцію та дифузію Li, що призводить до надзвичайно низької електронної провідності та ефективності дифузії іонів матеріалу катода.

Теоретично акумулятор має високу ємність (близько 170mAh/g), а розрядна платформа становить 3,4V. Лі крутиться туди-сюди між заряджанням і розряджанням. Під час зарядки відбувається реакція окислення, і літій виходить. Електролітична речовина впроваджується в катод, і залізо перетворюється з Fe2 на Fe3, і відбувається реакція окислення.

Які структурні характеристики літій-залізо-фосфатної батареї?

Ліва сторона літій-залізо-фосфатної батареї виготовлена ​​з олівінового матеріалу, який з’єднаний з батареєю алюмінієвою фольгою. Праворуч – катод акумулятора, що складається з вуглецю (графіту), який з’єднаний мідною фольгою з катодом акумулятора. Посередині знаходиться мембрана з відокремленого полімеру. Літій може проходити через мембрану, а не через мембрану. Внутрішня частина батареї заповнена електролітичною речовиною, а батарея закрита металевою оболонкою.

Який принцип зарядки та розрядки акумулятора?

Реакція розряду заряду літій-залізо-фосфатної батареї відбувається між LiFePo4 і FePO4. Під час заряджання іони, відокремлені від літію, утворюють FePO4, а під час розрядки іони літію вбудовують FePO4, утворюючи LiFePo4.

Коли акумулятор заряджається, іони літію рухаються від кристала фосфату літію і заліза до поверхні кристала, потрапляють в електролітичну речовину під дією сили електричного поля, проходять через діафрагму, а потім рухаються до поверхні кристала графіту через електроліт, а потім вбудований у графітову решітку. З іншого боку, колектор з мідної фольги проходить через провідник до колектора з алюмінієвої фольги, через наконечник, стовп акумулятора, зовнішній контур, вухо до катода акумулятора та через провідник до графітового катода. Баланс заряду катода. Після дефазування іонів літію з фосфату заліза літію фосфат літію заліза перетворюється на фосфат заліза.