Wat is een lithium-ijzerfosfaatbatterij?

Lithium-ijzerfosfaatbatterij is een lithium-ionbatterij met lithiumijzerfosfaat (LiFePO4) als kathodemateriaal en koolstof als kathodemateriaal. De nominale spanning van de enkele batterij is 3,2 V en de laaduitschakelspanning is 3,6 V ~ 3,65 V.
Tijdens het laadproces zullen enkele lithiumionen van lithiumijzerfosfaat ontsnappen en zal de elektrolytische massa worden overgebracht naar de kathode en ingebed met koolstofmateriaal. Tegelijkertijd komen er elektronen vrij uit de anode en komen ze uit het externe circuit om de chemische reactie in evenwicht te houden. Tijdens het ontladingsproces ontsnappen lithiumionen door magnetische kracht, komen door de elektrolytische massa, komen tegelijkertijd vrij, komen in het externe circuit terecht en leveren energie aan de buitenkant.

Lithium-ijzerfosfaatbatterij heeft de voordelen van een hoge werkspanning, hoge energiedichtheid, lange levensduur, goede veiligheid, lage zelfontlading en geen geheugen.
In de kristalstructuur zijn zuurstofatomen nauw gerangschikt in zes karakters. PO43 tetraëder en FeO6 vormen het ruimtelijke skelet van het kristal, Li en Fe bezetten de octaëderopening, P bezet de tetraëderopening, waarbij Fe de co-hoekige positie inneemt en Li de covariante positie inneemt. FeO6 is met elkaar verbonden op het BC-vlak van het kristal, en de octaëdrische structuur van LiO6 in de B-asrichting is met elkaar verbonden in een ketenstructuur. Eén FeO6-, twee LiO6- en één PO43-tetraëder bestaan ​​naast elkaar.

Het totale netwerk van FeO6 is discontinu en kan dus geen geleidbaarheid vormen. Aan de andere kant beperkt de PO43-tetraëder de volumeverandering van het rooster en beïnvloedt de ablatie en diffusie van Li, wat resulteert in een extreem lage elektronische geleidbaarheid en ionendiffusie-efficiëntie van het kathodemateriaal.

Theoretisch heeft de batterij een hoge capaciteit (ongeveer 170 mAh/g) en het ontladingsplatform is 3,4 V. Li gaat heen en weer tussen opladen en ontladen. Tijdens het opladen vindt er een oxidatiereactie plaats en ontsnapt Li. De elektrolytische substantie is ingebed in de kathode en ijzer wordt omgezet van Fe2 naar Fe3 en er vindt een oxidatiereactie plaats.

Wat zijn de structurele kenmerken van een lithium-ijzerfosfaatbatterij?

De linkerkant van de lithium-ijzerfosfaatbatterij is gemaakt van olivijnmateriaal, dat door aluminiumfolie met de batterij is verbonden. Rechts bevindt zich de batterijkathode bestaande uit koolstof (grafiet), die door koperfolie met de batterijkathode is verbonden. In het midden bevindt zich het membraan van het gescheiden polymeer. Lithium kan door het membraan gaan, niet door het membraan. De binnenkant van de batterij is gevuld met elektrolytische substantie en de batterij is afgedicht met een metalen omhulsel.

Wat is het principe van het opladen en ontladen van de batterij?

De laadontladingsreactie van de lithium-ijzerfosfaatbatterij vindt plaats tussen LiFePo4 en FePO4. Tijdens het opladen vormen de van lithium gescheiden ionen FePO4, en tijdens het ontladen sluiten lithiumionen FePO4 in om LiFePo4 te vormen.

Wanneer de batterij is opgeladen, verplaatsen lithiumionen zich van het lithiumijzerfosfaatkristal naar het kristaloppervlak, komen de elektrolytische substantie binnen onder invloed van elektrische veldkracht, passeren het diafragma en bewegen zich vervolgens via de elektrolyt naar het oppervlak van grafietkristal. en vervolgens ingebed in het grafietrooster. Aan de andere kant stroomt de koperfoliecollector door de geleider naar de aluminiumfoliecollector, door het lipje, de batterijkolom, het externe circuit, het oor naar de batterijkathode en door de geleider naar de grafietkathode. De ladingsbalans van de kathode. Nadat lithiumionen zijn gedefaseerd van lithiumijzerfosfaat, wordt lithiumijzerfosfaat omgezet in ijzerfosfaat.