Jaka jest zasada ładowania i rozładowywania akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego?

Bateria litowo-żelazowo-fosforanowa to bateria litowo-jonowa z fosforanem litowo-żelazowym (LiFePO4) jako materiałem elektrody ujemnej i węglem jako materiałem elektrody ujemnej. Napięcie znamionowe pojedynczego akumulatora wynosi 3,2 V, a napięcie odcięcia ładowania wynosi 3,6 V ~ 3,65 V

Podczas procesu ładowania akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego część jonów litu fosforanu litowo-żelazowego ucieka i przedostaje się do katody przez elektrolit, aby osadzić materiał węglowy katody. Jednocześnie elektrony są uwalniane z anody i docierają do katody z zewnętrznego obwodu sterującego, aby zachować równowagę reakcji chemicznej. W procesie rozładowywania jony litu uciekają pod wpływem siły magnetycznej i docierają do anody przez elektrolit, podczas gdy elektrony uwolnione z katody docierają do anody poprzez obwody zewnętrzne, aby dostarczyć energię na zewnątrz.

Rozwój baterii litowo-żelazowo-fosforanowej ma zalety: wysokie napięcie, wysoka gęstość energii, długi cykl życia, dobre parametry techniczne w zakresie bezpieczeństwa, niski współczynnik samorozładowania, brak pamięci i tak dalej.

W strukturze krystalicznej lifepo4 atomy tlenu są ściśle ułożone w sześć liter. Czworościan PO43 i oktaedr FeO6 tworzą przestrzenną strukturę szkieletu kryształu. Li i Fe zajmują szczeliny tych ośmiościanów, P zajmuje czworościan przez szczelinę, gdzie Fe zajmuje wspólne położenie kątowe z ośmiościanem, a Li zajmuje współzmienniczą pozycję każdego ośmiościanu. Ośmiościany Feo6 są połączone w płaszczyźnie bc kryształu, a ośmiościany Feo6 w osi b są połączone strukturą łańcuchową. Jeden oktaedr FeO6, dwa oktaedry LiO6 i jeden czworościan PO43. Całkowita sieć oktaedryczna FeO6 jest nieciągła, więc nie może tworzyć przewodnictwa elektronowego. Z drugiej strony objętość czworościanu PO43 zmienia się stale, co wpływa na ablację Li i dyfuzję elektronową, prowadząc w ten sposób do wyjątkowo niskiego poziomu przewodności elektronowej i efektywności wykorzystania dyfuzji jonów materiałów katodowych LiFePO4.

Bateria litowo-żelazowo-fosforanowa ma wysoką pojemność teoretyczną (około 170 mAh/g) i platformę rozładowania 3,4 V. Li przepływa tam i z powrotem pomiędzy anodą a anodą, ładując się i rozładowując. Podczas ładowania następuje reakcja technologii utleniania, a Li ucieka z anody. Analizując elektrolit osadzony w katodzie, żelazo zmienia się z Fe2 na Fe3 i zachodzi reakcja układu utleniania chemicznego.

Reakcja rozładowania akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego zachodzi pomiędzy lifepo_4 i fepo_4. Podczas procesu zarządzania ładowaniem LiFePO4 może tworzyć FePO4 poprzez oderwanie się od tradycyjnych jonów litu, a podczas procesu rozwoju wyładowania LiFePO4 może tworzyć się poprzez zwiększanie jonów litu poprzez osadzanie FePO4.

Gdy akumulator jest naładowany, jony litu przemieszczają się z kryształu fosforanu litowo-żelazowego na powierzchnię kryształu, przedostają się do elektrolitu pod wpływem siły pola elektrycznego, przechodzą przez folię, a następnie przemieszczają się na powierzchnię kryształu grafitu przez elektrolit, a następnie osadzonych w grafitowej siatce krystalicznej.

Z drugiej strony informacja elektroniczna przepływa przez przewodnik do kolektora z folii aluminiowej anody poprzez występ, biegun anody wykorzystywany przez akumulator, zewnętrzny obwód sterujący, katodę, występ katodowy i kolektor z folii miedzianej katodę akumulatora i przepływa przez przewodnik do chińskiej katody grafitowej. Bilans ładunku katody. Kiedy jon litu ulega odfazie z fosforanu litowo-żelazowego, fosforan litowo-żelazowy przekształca się w fosforan żelaza. Kiedy akumulator jest rozładowany, jony litu są usuwane z kryształu czarnego złącza i dostają się do elektrolitu uczącego się. Następnie można je przenieść na powierzchnię kryształu fosforanu litowo-żelazowego przez membranę, a następnie osadzić w siatce fosforanu litowo-żelazowego poprzez analizę roztworu elektrolitu.

Jednocześnie elektrony przepływają przez przewodnik do kolektora z folii miedzianej katodowej, do katody akumulatora, obwodu zewnętrznego, anody, anody do kolektora z folii aluminiowej anody akumulatora, a następnie przez przewodnik do anody z fosforanu litowo-żelazowego. Dwa ładunki polarne są zrównoważone. Jony litu można wprowadzić do kryształu fosforanu żelaza, a fosforan żelaza przekształca się w fosforan litu i żelaza.