Hva er litiumjernfosfatbatteri?

Litiumjernfosfatbatteri er et litiumionbatteri med litiumjernfosfat (LiFePO4) som katodemateriale og karbon som katodemateriale. Nominell spenning til enkeltbatteriet er 3,2V, og ladesperrespenningen er 3,6V~3,65V.
Under ladeprosessen vil noen litiumioner av litiumjernfosfat slippe ut, og den elektrolytiske massen vil bli overført til katoden og innebygd med karbonmateriale. Samtidig frigjøres elektroner fra anoden og kommer fra den eksterne kretsen for å opprettholde balansen i kjemisk reaksjon. I utladningsprosessen unnslipper litiumioner gjennom magnetisk kraft, kommer gjennom den elektrolytiske massen, frigjør samtidig, ankommer den eksterne kretsen og gir energi til utsiden.

Litiumjernfosfatbatteri har fordelene med høy arbeidsspenning, høy energitetthet, lang sykluslevetid, god sikkerhet, lav selvutladningshastighet og ingen minne.
I krystallstrukturen er oksygenatomer tett arrangert i seks tegn. PO43 tetraeder og FeO6 danner det romlige skjelettet til krystallen, Li og Fe okkuperer oktaedergapet, P okkuperer tetraedergapet, hvor Fe okkuperer kovinkelposisjonen og Li inntar den kovariante posisjonen. FeO6 er forbundet med hverandre på BC-planet til krystallen, og den oktaedriske strukturen til LiO6 i B-aksens retning er forbundet med hverandre i en kjedestruktur. En FeO6, to LiO6 og en PO43 tetraeder sameksisterer.

Det totale nettverket av FeO6 er diskontinuerlig, så det kan ikke danne konduktivitet. På den annen side begrenser PO43 tetraeder volumendringen til gitteret og påvirker ablasjonen og diffusjonen av Li, noe som resulterer i ekstremt lav elektronisk ledningsevne og iondiffusjonseffektivitet av katodematerialet.

Teoretisk sett har batteriet høy kapasitet (ca. 170mAh/g), og utladningsplattformen er på 3,4V. Li går frem og tilbake mellom lading og utlading. Under lading oppstår en oksidasjonsreaksjon, og Li slipper ut. Det elektrolytiske stoffet er innebygd i katoden, og jern omdannes fra Fe2 til Fe3, og det oppstår en oksidasjonsreaksjon.

Hva er de strukturelle egenskapene til litiumjernfosfatbatterier?

Den venstre siden av litiumjernfosfatbatteriet er laget av olivinmateriale, som er forbundet med batteriet med aluminiumsfolie. Til høyre er batterikatoden sammensatt av karbon (grafitt), som er forbundet med kobberfolie og batterikatoden. I midten er membranen til den separerte polymeren. Litium kan passere gjennom membranen, ikke membranen. Innsiden av batteriet er fylt med elektrolytisk substans, og batteriet er forseglet med et metallskall.

Hva er prinsippet om batterilading og utlading?

Ladeutladningsreaksjonen til litiumjernfosfatbatteriet finner sted mellom LiFePo4 og FePO4. Under ladning separerte ionene fra litium fra FePO4, og under utlading legger litiumioner inn FePO4 for å danne LiFePo4.

Når batteriet er ladet, beveger litiumioner seg fra litiumjernfosfatkrystallen til krystalloverflaten, går inn i det elektrolytiske stoffet under påvirkning av elektrisk feltkraft, passerer gjennom membranen og beveger seg deretter til overflaten av grafittkrystall gjennom elektrolytten, og deretter innebygd i grafittgitteret. På den annen side strømmer kobberfolieoppsamleren gjennom lederen til aluminiumsfoliesamleren, gjennom tappen, batterikolonnen, ekstern krets, øret til batterikatoden og gjennom lederen til grafittkatoden. Katodens ladningsbalanse. Etter at litiumioner er avfaset fra litiumjernfosfat, omdannes litiumjernfosfat til jernfosfat.