Τι είναι μια μπαταρία φωσφορικού σιδήρου λιθίου;

ομπαταρία φωσφορικού σιδήρου λιθίουείναι μια μπαταρία ιόντων λιθίου με φωσφορικό σίδηρο λιθίου (LiFePO4) ως υλικό αρνητικού ηλεκτροδίου και άνθρακα ως υλικό αρνητικού ηλεκτροδίου. Κατά τη διαδικασία φόρτισης, μέρος των ιόντων λιθίου του φωσφορικού σιδήρου λιθίου θα διαφύγει, θα περάσει μέσω του ηλεκτρολύτη στην κάθοδο και θα παρεμβάλει το είδος άνθρακα της καθόδου.

Η μπαταρία φωσφορικού σιδήρου λιθίου είναι μια μπαταρία στοιχείων λιθίου με φωσφορικό οξύ ως υλικό αρνητικού ηλεκτροδίου και άνθρακα ως υλικό αρνητικού ηλεκτροδίου. Η ονομαστική τάση του μονομερούς είναι 3,2V και η τάση διακοπής φόρτισης είναι 3,6V~3,65V.

Κατά τη διαδικασία φόρτισης, μέρος των ιόντων του φωσφορικού σιδήρου λιθίου θα διαφύγει, θα περάσει μέσω του ηλεκτρολύτη στο αρνητικό ηλεκτρόδιο και θα παρεμβάλει το υλικό άνθρακα. Ταυτόχρονα, ηλεκτρόνια απελευθερώνονται από το εξωτερικό κύκλωμα προς την κάθοδο, διατηρώντας τη χημική αντίδραση σε ισορροπία. Κατά τη διαδικασία εκφόρτισης, τα ιόντα διαφεύγουν μέσω της μαγνητικής δύναμης, περνούν μέσω του ηλεκτρολύτη για να φτάσουν στα απελευθερωμένα ηλεκτρόνια και φτάνουν στην άνοδο στο εξωτερικό κύκλωμα για να παρέχουν ενέργεια στο εξωτερικό.

Οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου έχουν τα πλεονεκτήματα της υψηλής τάσης λειτουργίας, της υψηλής πυκνότητας ενέργειας, της μεγάλης διάρκειας ζωής, της καλής απόδοσης ασφαλείας, του χαμηλού ρυθμού αυτοεκφόρτισης και της έλλειψης μνήμης.

Ποια είναι η εισαγωγή της μπαταρίας φωσφορικού σιδήρου λιθίου;

Στη δομή του LiFePO4, τα άτομα οξυγόνου είναι στενά διατεταγμένα σε ένα εξάγραμμα. Το τετράεδρο σώμα PO43 και το οκταεδρικό σώμα FeO6 γίνονται ο διαστημικός σκελετός του κρυστάλλου, το Li και το Fe καταλαμβάνουν το οκταεδρικό κενό, το P καταλαμβάνει το τετραεδρικό διάκενο, όπου το Fe καταλαμβάνει τη θέση κοινής γωνίας του οκταεδρικού σώματος και το Li καταλαμβάνει το οκταεδρικό σώμα θέση. Τα οκτάεδρα FeO6 συνδέονται μεταξύ τους στο επίπεδο BC και οι οκτάεδρες δομές LiO6 στην κατεύθυνση του άξονα Β συνδέονται μεταξύ τους σε μια δομή αλυσίδας. Ένα οκτάεδρο FeO6 συνυπάρχει με δύο οκτάεδρα LiO6 και ένα τετράεδρο PO43.

Το συνολικό οκταεδρικό δίκτυο του FeO6 είναι ασυνεχές και επομένως δεν μπορεί να γίνει στοιχειωδώς αγώγιμο. Από την άλλη πλευρά, ο κύριος όγκος του τετραέδρου PO43 περιορίζει την αλλαγή όγκου του πλέγματος, η οποία επηρεάζει την κατάλυση και τη διάχυση ηλεκτρονίων του Li, με αποτέλεσμα εξαιρετικά χαμηλή στοιχειακή αγωγιμότητα και απόδοση διάχυσης ιόντων του υλικού της καθόδου.

Η θεωρητική χωρητικότητα της μπαταρίας LiFePO4 είναι υψηλή (περίπου 170mAh/g) και η πλατφόρμα εκφόρτισης είναι 3,4V. Το Li πηγαίνει μπρος-πίσω μεταξύ των ανοδίων και συμβαίνει μια αντίδραση οξείδωσης όταν φορτίζεται το ηλεκτρικό ρεύμα, το Li διαφεύγει από τον ηλεκτρολύτη και παρεμβάλλεται μέσω του ηλεκτρολύτη και ο σίδηρος μετατρέπεται από Fe2 σε Fe3 και εμφανίζεται μια αντίδραση οξείδωσης.