Cos'è la batteria al litio ferro fosfato?

La batteria al litio ferro fosfato è una batteria agli ioni di litio con litio ferro fosfato (LiFePO4) come materiale catodico e carbonio come materiale catodico. La tensione nominale della singola batteria è 3,2 V e la tensione di interruzione della carica è 3,6 V ~ 3,65 V.
Durante il processo di carica, alcuni ioni di litio ferro fosfato fuoriescono e la massa elettrolitica verrà trasferita al catodo e incorporata con materiale di carbonio. Allo stesso tempo, gli elettroni vengono rilasciati dall'anodo e arrivano dal circuito esterno per mantenere l'equilibrio della reazione chimica. Nel processo di scarica gli ioni di litio fuoriescono per forza magnetica, arrivano attraverso la massa elettrolitica, si liberano contemporaneamente, arrivano nel circuito esterno e forniscono energia all'esterno.

Ferro al litioLa batteria al fosfato presenta i vantaggi di un'elevata tensione di lavoro, un'elevata densità di energia, un lungo ciclo di vita, una buona sicurezza, un basso tasso di autoscarica e nessuna memoria.
Nella struttura cristallina, gli atomi di ossigeno sono strettamente disposti in sei caratteri. Il tetraedro PO43 e FeO6 formano lo scheletro spaziale del cristallo, Li e Fe occupano lo spazio dell'ottaedro, P occupano lo spazio del tetraedro, dove Fe occupa la posizione coangolare e Li occupa la posizione covariante. FeO6 è collegato tra loro sul piano BC del cristallo e la struttura ottaedrica di LiO6 nella direzione dell'asse B è collegata tra loro in una struttura a catena. Coesistono un tetraedro FeO6, due LiO6 e un tetraedro PO43.

La rete totale di FeO6 è discontinua, quindi non può formare conduttività. D'altra parte, il tetraedro PO43 limita la variazione di volume del reticolo e influenza l'ablazione e la diffusione del litio, con conseguente conduttività elettronica ed efficienza di diffusione ionica estremamente basse del materiale catodico.

Teoricamente, la batteria ha una capacità elevata (circa 170 mAh/g) e la piattaforma di scarica è di 3,4 V. Li va avanti e indietro tra la carica e la scarica. Durante la carica si verifica una reazione di ossidazione e il Li fuoriesce. La sostanza elettrolitica è incorporata nel catodo e il ferro viene trasformato da Fe2 a Fe3 e avviene la reazione di ossidazione.

Quali sono le caratteristiche strutturali della batteria al litio ferro fosfato?

Il lato sinistro della batteria al litio ferro fosfato è realizzato in materiale olivina, collegato alla batteria tramite un foglio di alluminio. A destra c'è il catodo della batteria composto da carbonio (grafite), collegato tramite un foglio di rame e il catodo della batteria. Nel mezzo c'è la membrana del polimero separato. Il litio può passare attraverso la membrana, non la membrana. L'interno della batteria è pieno di sostanza elettrolitica e la batteria è sigillata con un guscio metallico.

Qual è il principio di carica e scarica della batteria?

La reazione di scarica della carica della batteria al litio ferro fosfato avviene tra LiFePo4 e FePO4. Durante la carica, gli ioni separati dal litio formano FePO4, mentre durante la scarica gli ioni litio incorporano FePO4 per formare LiFePo4.

Quando la batteria è carica, gli ioni di litio si spostano dal cristallo di fosfato di litio ferro alla superficie del cristallo, entrano nella sostanza elettrolitica sotto l'effetto del campo elettrico, passano attraverso il diaframma e quindi si spostano sulla superficie del cristallo di grafite attraverso l'elettrolita, e poi incorporato nel reticolo di grafite. D'altra parte, il collettore di lamina di rame scorre attraverso il conduttore verso il collettore di lamina di alluminio, attraverso il capocorda, la colonna della batteria, il circuito esterno, l'orecchio verso il catodo della batteria e attraverso il conduttore verso il catodo di grafite. Il bilancio di carica del catodo. Dopo che gli ioni litio sono stati sfasati dal fosfato di litio ferro, il fosfato di litio ferro viene convertito in fosfato di ferro.