Ποια είναι η αρχή φόρτισης και εκφόρτισης της μπαταρίας φωσφορικού σιδήρου λιθίου;

Η μπαταρία φωσφορικού σιδήρου λιθίου είναι μια μπαταρία ιόντων λιθίου με φωσφορικό σίδηρο λιθίου (LiFePO4) ως υλικό αρνητικού ηλεκτροδίου και άνθρακα ως υλικό αρνητικού ηλεκτροδίου. Η ονομαστική τάση της μεμονωμένης μπαταρίας είναι 3,2V και η τάση διακοπής φόρτισης είναι 3,6V~3,65V

Κατά τη διαδικασία φόρτισης της μπαταρίας φωσφορικού σιδήρου λιθίου, ορισμένα ιόντα λιθίου φωσφορικού σιδήρου διαφεύγουν και εισέρχονται στην κάθοδο μέσω του ηλεκτρολύτη για να ενσωματώσουν το υλικό άνθρακα της καθόδου. Ταυτόχρονα, ηλεκτρόνια απελευθερώνονται από την άνοδο για να φτάσουν στην κάθοδο από το εξωτερικό κύκλωμα ελέγχου για να διατηρήσουν την ισορροπία της χημικής αντίδρασης. Στη διαδικασία εκφόρτισης, τα ιόντα λιθίου διαφεύγουν μέσω της μαγνητικής δύναμης και φτάνουν στην άνοδο μέσω του ηλεκτρολύτη, ενώ τα ηλεκτρόνια που απελευθερώνονται από την κάθοδο φτάνουν στην άνοδο μέσω εξωτερικών κυκλωμάτων για να παρέχουν ενέργεια προς τα έξω.

Η ανάπτυξη της μπαταρίας φωσφορικού σιδήρου λιθίου έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής τάσης, της υψηλής πυκνότητας ενέργειας, της μεγάλης διάρκειας ζωής, της καλής τεχνικής απόδοσης ασφάλειας, του χαμηλού ρυθμού αυτοεκφόρτισης, της έλλειψης μνήμης και ούτω καθεξής.

Στην κρυσταλλική δομή του lifepo4, τα άτομα οξυγόνου είναι στενά διατεταγμένα σε έξι γράμματα. Το τετράεδρο PO43 και το οκτάεδρο FeO6 σχηματίζουν έναν σκελετό χωρικής δομής κρυστάλλου. Το Li και το Fe καταλαμβάνουν τα κενά αυτών των οκταέδρων, το P καταλαμβάνει το τετράεδρο μέσα από το διάκενο, όπου το Fe καταλαμβάνει την κοινή γωνιακή θέση με το οκτάεδρο και το Li καταλαμβάνει τη συνμεταβλητή θέση κάθε οκτάεδρου. Τα οκτάεδρα του Feo6 συνδέονται στο επίπεδο bc του κρυστάλλου και τα οκτάεδρα του lio6 στον άξονα b συνδέονται με μια δομή αλυσίδας. Ένα οκτάεδρο FeO6, δύο οκτάεδρα LiO6 και ένα τετράεδρο PO43. Το συνολικό οκταεδρικό δίκτυο του FeO6 είναι ασυνεχές, επομένως δεν μπορεί να σχηματίσει ηλεκτρονική αγωγιμότητα. Από την άλλη πλευρά, ο όγκος του περιορισμένου πλέγματος τετραέδρου PO43 αλλάζει συνεχώς, γεγονός που επηρεάζει την αφαίρεση λιθίου και την ηλεκτρονική διάχυση, οδηγώντας έτσι στο εξαιρετικά χαμηλό επίπεδο ηλεκτρονικής αγωγιμότητας και απόδοσης χρήσης διάχυσης ιόντων των υλικών καθόδου LiFePO4.

Η μπαταρία φωσφορικού σιδήρου λιθίου έχει υψηλή θεωρητική χωρητικότητα (περίπου 170mAh/g) και πλατφόρμα εκφόρτισης 3,4V. Το Li ρέει μπρος-πίσω μεταξύ της ανόδου και της ανόδου, φορτίζοντας και εκφορτίζοντας. Κατά τη διάρκεια της φόρτισης, λαμβάνει χώρα αντίδραση τεχνολογίας οξείδωσης και το Li διαφεύγει από την άνοδο. Με την ανάλυση του ηλεκτρολύτη που είναι ενσωματωμένος στην κάθοδο, ο σίδηρος αλλάζει από Fe2 σε Fe3 και λαμβάνει χώρα αντίδραση του συστήματος χημικής οξείδωσης.

Η αντίδραση εκφόρτισης της μπαταρίας φωσφορικού σιδήρου λιθίου λαμβάνει χώρα μεταξύ lifepo_4 και fepo_4. Κατά τη διαδικασία διαχείρισης φόρτισης, το LiFePO4 μπορεί να σχηματίσει FePO4 αποσπώντας από τα παραδοσιακά ιόντα λιθίου και κατά τη διαδικασία ανάπτυξης εκφόρτισης, το LiFePO4 μπορεί να σχηματιστεί αυξάνοντας τα ιόντα λιθίου με την ενσωμάτωση του FePO4.

Όταν η μπαταρία φορτίζεται, τα ιόντα λιθίου μετακινούνται από τον κρύσταλλο φωσφορικού σιδήρου λιθίου στην επιφάνεια του κρυστάλλου, εισέρχονται στον ηλεκτρολύτη υπό την επίδραση της δύναμης ηλεκτρικού πεδίου, περνούν μέσα από το φιλμ και στη συνέχεια μετακινούνται στην επιφάνεια του κρυστάλλου γραφίτη μέσω του ηλεκτρολύτη και στη συνέχεια ενσωματωμένο στο κρυσταλλικό πλέγμα γραφίτη.

Από την άλλη πλευρά, οι ηλεκτρονικές πληροφορίες ρέουν μέσω του αγωγού προς τον συλλέκτη αλουμινίου της ανόδου μέσω της ωτίδας, του πόλου της ανόδου που χρησιμοποιείται από την μπαταρία, του εξωτερικού κυκλώματος ελέγχου, της καθόδου, της ωτίδας καθόδου και του συλλέκτη φύλλου χαλκού του κάθοδο μπαταρίας, και ρέει στην κινεζική κάθοδο γραφίτη μέσω του αγωγού. Το ισοζύγιο φορτίου της καθόδου. Όταν το ιόν λιθίου αποφασίζεται από το φωσφορικό λίθιο σιδήρου, ο φωσφορικός σίδηρος λιθίου μετατρέπεται σε φωσφορικό σίδηρο. Όταν η μπαταρία αποφορτιστεί, τα ιόντα λιθίου αφαιρούνται από το μαύρο κρύσταλλο σύνδεσης και εισέρχονται στον ηλεκτρολύτη εκμάθησης. Στη συνέχεια, μπορούν να μεταφερθούν στην επιφάνεια του κρυστάλλου φωσφορικού σιδήρου λιθίου μέσω της μεμβράνης και στη συνέχεια να ενσωματωθούν στο πλέγμα του φωσφορικού σιδήρου λιθίου αναλύοντας το διάλυμα ηλεκτρολύτη.

Ταυτόχρονα, τα ηλεκτρόνια ρέουν μέσω του αγωγού στον συλλέκτη φύλλου χαλκού καθόδου, στην κάθοδο μπαταρίας, στο εξωτερικό κύκλωμα, στην άνοδο, στην άνοδο στον συλλέκτη αλουμινίου ανόδου της μπαταρίας και στη συνέχεια στην άνοδο φωσφορικού σιδήρου λιθίου μέσω του αγωγού. Τα δύο πολικά φορτία είναι ισορροπημένα. Τα ιόντα λιθίου μπορούν να εισαχθούν σε έναν κρύσταλλο φωσφορικού σιδήρου και ο φωσφορικός σίδηρος μετατρέπεται σε φωσφορικό σίδηρο λιθίου.