Кој е принципот на полнење и празнење на литиум железо фосфатна батерија?

Литиум железо фосфатна батерија е литиум-јонска батерија со литиум железо фосфат (LiFePO4) како материјал за негативна електрода и јаглерод како материјал за негативна електрода. Номиналниот напон на една батерија е 3,2V, а напонот за исклучување на полнење е 3,6V~3,65V

За време на процесот на полнење на батеријата од литиум железо фосфат, некои литиумски јони на литиум железо фосфат излегуваат и влегуваат во катодата преку електролитот за да го вградат катодниот јаглероден материјал. Во исто време, електроните се ослободуваат од анодата за да стигнат до катодата од надворешното контролно коло за да се одржи рамнотежата на хемиската реакција. Во процесот на празнење, јоните на литиум излегуваат преку магнетна сила и стигнуваат до анодата преку електролитот, додека електроните ослободени од катодата стигнуваат до анодата преку надворешни кола за да обезбедат енергија однадвор.

Развојот на литиум железо фосфатна батерија ги има предностите на висок напон, висока густина на енергија, долг животен век, добри безбедносни технички перформанси, ниска стапка на само-празнење, без меморија и така натаму.

Во кристалната структура на lifepo4, атомите на кислород се тесно наредени во шест букви. PO43 тетраедар и FeO6 октаедар формираат просторна структура скелет од кристал. Li и Fe ги зафаќаат празнините на овие октаедри, P го зафаќаат тетраедарот низ јазот, каде што Fe ја зазема заедничката аголна положба со октаедарот, а Li ја зазема ковариантната позиција на секој октаедар. Октаедарите на Feo6 се поврзани на bc рамнината на кристалот, а октаедроните на lio6 на оската b се поврзани со верижна структура. Еден FeO6 октаедар, два LiO6 октаедри и еден PO43 тетраедар. Вкупната октаедрална мрежа на FeO6 е дисконтинуирана, така што не може да формира електронска спроводливост. Од друга страна, волуменот на ограничената решетка со PO43 тетраедар постојано се менува, што влијае на аблацијата на Li и електронската дифузија, што доведува до екстремно ниско ниво на електронска спроводливост и ефикасност на искористување на јонската дифузија на LiFePO4 катодните материјали.

Батеријата за литиум железо фосфат има висок теоретски капацитет (околу 170 mAh/g) и платформа за празнење од 3,4 V. Li тече напред-назад помеѓу анодата и анодата, полнење и празнење. За време на полнењето, се јавува реакција на технологијата на оксидација, а Li бега од анодата. Со анализа на електролитот вграден во катодата, железото се менува од Fe2 во Fe3 и се јавува реакција на системот за хемиска оксидација.

Реакцијата на празнење на полнење на литиум железо фосфатната батерија се одвива помеѓу lifepo_4 и fepo_4. За време на процесот на управување со полнење, LiFePO4 може да формира FePO4 со отцепување од традиционалните јони на литиум, а за време на процесот на развој на празнење, LiFePO4 може да се формира со зголемување на литиумските јони со вградување на FePO4.

Кога батеријата се полни, јоните на литиум се движат од кристалот на литиум железо фосфат до површината на кристалот, влегуваат во електролитот под дејство на силата на електричното поле, поминуваат низ филмот, а потоа се движат на површината на графитниот кристал преку електролитот, а потоа вградени во графитната кристална решетка.

Од друга страна, електронските информации течат низ проводникот до колекторот од алуминиумска фолија на анодата преку навртката, анодниот пол што го користи батеријата, надворешното контролно коло, катодата, катодниот чеп и колекторот од бакарна фолија на батерија катода, и тече до кинеската графитна катода преку проводникот. Балансот на полнење на катодата. Кога јонот на литиум се дефазира од литиум железо фосфат, литиум железо фосфат се претвора во железен фосфат. Кога батеријата е испразнета, јоните на литиум се отстрануваат од црниот спојен кристал и влегуваат во електролитот за учење. Потоа, тие можат да се пренесат на површината на кристалот на литиум железо фосфат преку мембраната, а потоа да се вградат во решетката на литиум железо фосфат со анализа на растворот на електролитот.

Во исто време, електроните течат низ проводникот до колекторот на катодна бакарна фолија, до батериската катода, надворешното коло, анодата, анодата до колекторот на алуминиумска фолија на анодата на батеријата, а потоа до анодата на литиум железо фосфат преку проводникот. Двата поларни полнежи се избалансирани. Литиумските јони можат да се вметнат во железен фосфатен кристал, а железниот фосфат се претвора во литиум железо фосфат.