Princip fungování lithiové železné fosfátové baterie

Lithium-železo fosfátová bateriese týká lithium-iontové baterie využívající fosforečnan lithno-železitý jako materiál kladné elektrody.Katodové materiály lithium-iontových baterií zahrnují hlavně oxid lithný kobaltnatý, manganát lithný, oxid lithný a nikl, ternární materiály, fosforečnan lithný atd.
Když je lithium-železofosfátová baterie nabitá, lithiové ionty Li+ v kladné elektrodě migrují na zápornou elektrodu přes separátor polymeru;během procesu vybíjení lithiové ionty Li+ v záporné elektrodě migrují přes separátor na kladnou elektrodu.Lithium-iontové baterie jsou pojmenovány podle lithiových iontů migrujících tam a zpět během nabíjení a vybíjení.

Když je lithium-železofosfátová baterie nabitá, Li+ migruje z povrchu 010 krystalu fosforečnanu lithného na povrch krystalu.Působením síly elektrického pole vstupuje do elektrolytu, prochází separátorem a poté elektrolýzou migruje na povrch grafenu a poté je zapuštěn do grafenu.V mřížce současně proudí elektrony k hliníkové fóliové elektrodě kladné elektrody přes vodič a proudí do měděného fóliového sběrače proudu záporné elektrody přes jazýček, pól baterie, vnější obvod, záporný pól a negativní ucho, a pak do grafitové negativní elektrody přes vodič.spočívá v tom, že náboj záporné elektrody dosáhne rovnováhy a po deinterkalaci lithných iontů z fosforečnanu lithného a železnatého se fosforečnan lithný přemění na fosforečnan železitý.

Když je lithium-železo-fosfátová baterie vybitá, Li+ je deinterkalován z grafitového krystalu, vstupuje do elektrolytu, prochází separátorem, migruje na povrch lithium-železo-fosfátového krystalu přes elektrolyt a poté se znovu vkládá do mřížky lithia. fosforečnan železa přes povrch 010.Uvnitř.Současně baterie proudí do měděného fóliového kolektoru záporné elektrody přes vodič a proudí do měděného fóliového kolektoru kladné elektrody přes jazýček, záporný pól baterie, vnější obvod, kladný pól a kladné ucho a poté na kladnou elektrodu s fosforečnanem lithným přes vodič, takže náboj kladné elektrody dosáhne rovnovážného stavu.
Chemická reakční rovnice lithium-železo fosfátové baterie

Kladná elektroda lithium-iontové baterie je sloučenina obsahující kovové lithium, obecně fosforečnan lithno-železitý (jako je fosforečnan lithno-železitý LiFePO4, fosforečnan kobalt-lithný LiCoO2 atd.), a záporná elektroda je grafit nebo uhlík (obecně je grafit mezi kladnou a zápornou elektrodou se používají organické sloučeniny.Rozpouštědlo působí jako elektrolyt.Když je baterie nabitá, kladná elektroda se rozkládá za vzniku iontů lithia a ionty lithia vstupují do záporné elektrody baterie přes elektrolyt a jsou uloženy v mikropórech uhlíkové vrstvy záporné elektrody.Během používání baterie (ekvivalent vybití) se ionty lithia vložené v mikropórech záporné elektrody přesunou zpět ke kladné elektrodě.Čím více iontů lithia se vrátí ke kladné elektrodě, tím vyšší je vybíjecí kapacita.Kapacita baterie, kterou obvykle označujeme, je kapacita vybíjení.Tímto způsobem během procesu nabíjení a vybíjení baterie proudí ionty lithia tam a zpět mezi kladnou a zápornou elektrodou, takže lithium-iontová baterie se také nazývá baterie houpacího křesla.

Rovnice elektrochemické reakce lithium-železofosfátové baterie je uvedena níže:

Pozitivní reakce: LiFePO4?Li1-xFePO4+xLi++xe-;

Negativní reakce: xLi++xe-+6C?LixC6;

Celkový reakční vzorec: LiFePO4+6xC?Li1-xFeP04+LixC6.