Apakah prinsip pengecasan dan nyahcas bateri fosfat besi litium?

Bateri litium besi fosfat ialah bateri ion litium dengan fosfat besi litium (LiFePO4) sebagai bahan elektrod negatif dan karbon sebagai bahan elektrod negatif. Voltan terkadar bagi bateri tunggal ialah 3.2V, dan voltan pemotongan pengecasan ialah 3.6V~3.65V

Semasa proses pengecasan bateri litium besi fosfat, beberapa ion litium fosfat besi litium melarikan diri dan memasuki katod melalui elektrolit untuk membenamkan bahan karbon katod. Pada masa yang sama, elektron dilepaskan dari anod untuk mencapai katod dari litar kawalan luaran untuk mengekalkan keseimbangan tindak balas kimia. Dalam proses nyahcas, ion litium melarikan diri melalui daya magnet dan mencapai anod melalui elektrolit, manakala elektron yang dibebaskan dari katod mencapai anod melalui litar luaran untuk membekalkan tenaga ke luar.

Pembangunan bateri litium besi fosfat mempunyai kelebihan voltan tinggi, ketumpatan tenaga tinggi, hayat kitaran yang panjang, prestasi teknikal keselamatan yang baik, kadar pelepasan diri yang rendah, tiada ingatan dan sebagainya.

Dalam struktur kristal lifepo4, atom oksigen tersusun rapat menjadi enam huruf. PO43 tetrahedron dan FeO6 oktahedron membentuk rangka struktur spatial kristal. Li dan Fe menduduki celah octahedron ini, P menduduki tetrahedron melalui celah, di mana Fe menduduki kedudukan sudut sepunya dengan octahedron, dan Li menduduki kedudukan kovarian setiap octahedron. Oktahedron Feo6 disambungkan pada satah bc kristal, dan oktahedron lio6 pada paksi b disambungkan oleh struktur rantai. Satu oktahedron FeO6, dua oktahedron LiO6 dan satu tetrahedron PO43. Jumlah rangkaian oktahedral FeO6 tidak berterusan, jadi ia tidak boleh membentuk kekonduksian elektronik. Sebaliknya, isipadu kekisi terhad PO43 tetrahedron sentiasa berubah, yang menjejaskan ablasi Li dan resapan elektronik, sekali gus membawa kepada tahap kekonduksian elektronik dan kecekapan penggunaan resapan ion yang sangat rendah bagi bahan katod LiFePO4.

Bateri litium besi fosfat mempunyai kapasiti teori yang tinggi (kira-kira 170mAh/g) dan platform nyahcas 3.4V. Li mengalir bolak-balik antara anod dan anod, mengecas dan menyahcas. Semasa pengecasan, tindak balas teknologi pengoksidaan berlaku, dan Li terlepas dari anod. Dengan menganalisis elektrolit yang tertanam dalam katod, besi berubah daripada Fe2 kepada Fe3, dan tindak balas sistem pengoksidaan kimia berlaku.

Tindak balas nyahcas cas bateri litium besi fosfat berlaku antara lifepo_4 dan fepo_4. Semasa proses pengurusan pengecasan, LiFePO4 boleh membentuk FePO4 dengan melepaskan diri daripada ion litium tradisional, dan semasa proses pembangunan nyahcas, LiFePO4 boleh dibentuk dengan meningkatkan ion litium dengan membenamkan FePO4.

Apabila bateri dicas, ion litium bergerak dari kristal fosfat besi litium ke permukaan kristal, masukkan elektrolit di bawah kesan daya medan elektrik, melalui filem, dan kemudian bergerak ke permukaan kristal grafit melalui elektrolit, dan kemudian tertanam ke dalam kekisi kristal grafit.

Sebaliknya, maklumat elektronik mengalir melalui konduktor ke pengumpul kerajang aluminium anod melalui lug, kutub anod yang digunakan oleh bateri, litar kawalan luaran, katod, lug katod dan pengumpul foil kuprum bagi katod bateri, dan mengalir ke katod grafit Cina melalui konduktor. Imbangan cas katod. Apabila ion litium dinyahfasa daripada fosfat besi litium, fosfat besi litium ditukar kepada fosfat besi. Apabila bateri dinyahcas, ion litium dilucutkan daripada kristal simpang hitam dan memasuki elektrolit pembelajaran. Kemudian, mereka boleh dipindahkan ke permukaan kristal fosfat besi litium melalui membran, dan kemudian tertanam ke dalam kekisi fosfat besi litium dengan menganalisis larutan elektrolit.

Pada masa yang sama, elektron mengalir melalui konduktor ke pengumpul kerajang tembaga katod, ke katod bateri, litar luaran, anod, anod ke pengumpul kerajang aluminium anod bateri, dan kemudian ke anod fosfat besi litium melalui konduktor. Dua cas kutub adalah seimbang. Ion litium boleh dimasukkan ke dalam kristal fosfat besi, dan fosfat besi ditukar menjadi fosfat besi litium.