Litium dəmir fosfat batareyası nədir?

Litium dəmir fosfat batareyası katod materialı kimi litium dəmir fosfat (LiFePO4) və katod materialı kimi karbon olan litium ion batareyasıdır. Tək batareyanın nominal gərginliyi 3,2V, şarj kəsmə gərginliyi isə 3,6V~3,65V-dir.
Doldurma prosesi zamanı litium dəmir fosfatın bəzi litium ionları qaçacaq və elektrolitik kütlə katoda köçürüləcək və karbon materialı ilə birləşdiriləcəkdir. Eyni zamanda, elektronlar anoddan ayrılır və kimyəvi reaksiyanın tarazlığını qorumaq üçün xarici dövrədən gəlir. Boşalma prosesində litium ionları maqnit qüvvəsi ilə qaçır, elektrolitik kütlə vasitəsilə gəlir, eyni zamanda sərbəst buraxılır, xarici dövrəyə daxil olur və xaricə enerji verir.

Litium dəmirfosfat batareyası yüksək iş gərginliyi, yüksək enerji sıxlığı, uzun dövr ömrü, yaxşı təhlükəsizlik, aşağı özünü boşaltma dərəcəsi və yaddaşın olmaması üstünlüklərinə malikdir.
Kristal quruluşda oksigen atomları altı simvolda sıx şəkildə düzülür. PO43 tetraedr və FeO6 kristalın fəza skeletini təşkil edir, Li və Fe oktaedr boşluğunu, P tetraedr boşluğunu tutur, burada Fe ko bucaq mövqeyini və Li kovariant mövqeyini tutur. FeO6 kristalın BC müstəvisində bir-biri ilə, B oxu istiqamətində LiO6-nın oktaedral quruluşu isə zəncirvarı quruluşda bir-biri ilə bağlıdır. Bir FeO6, iki LiO6 və bir PO43 tetraedr birlikdə mövcuddur.

FeO6-nın ümumi şəbəkəsi fasiləsizdir, ona görə də keçiricilik yarada bilməz. Digər tərəfdən, PO43 tetraedri qəfəsin həcm dəyişikliyini məhdudlaşdırır və Li-nin ablasiyasına və diffuziyasına təsir edir, nəticədə katod materialının elektron keçiriciliyi və ion diffuziya effektivliyi son dərəcə aşağı olur.

Nəzəri olaraq, akkumulyator yüksək tutuma malikdir (təxminən 170mAh/g), boşalma platforması isə 3,4V-dir. Li şarj və boşalma arasında irəli və geri gedir. Doldurma zamanı oksidləşmə reaksiyası baş verir və Li qaçır. Elektrolitik maddə katodda yerləşdirilir və dəmir Fe2-dən Fe3-ə çevrilir və oksidləşmə reaksiyası baş verir.

Litium dəmir fosfat batareyasının struktur xüsusiyyətləri hansılardır?

Litium dəmir fosfat batareyasının sol tərəfi olivin materialından hazırlanmışdır, batareya ilə alüminium folqa ilə birləşdirilmişdir. Sağda mis folqa və batareya katodu ilə birləşdirilən karbondan (qrafitdən) ibarət batareya katodudur. Ortada ayrılmış polimerin membranı var. Litium membrandan deyil, membrandan keçə bilər. Akkumulyatorun içi elektrolitik maddə ilə doldurulur, batareya isə metal qabıqla bağlanır.

Batareyanın doldurulması və boşaldılması prinsipi nədir?

Litium dəmir fosfat batareyasının boşalma reaksiyası LiFePo4 və FePO4 arasında baş verir. Doldurma zamanı litiumdan ayrılan ionlar FePO4 əmələ gətirir və boşalma zamanı litium ionları FePO4-ü yerləşdirir və LiFePo4 yaradır.

Batareya doldurulduqda, litium ionları litium dəmir fosfat kristalından kristal səthinə keçir, elektrik sahəsinin qüvvəsinin təsiri altında elektrolitik maddəyə daxil olur, diafraqmadan keçir və sonra elektrolit vasitəsilə qrafit kristalının səthinə keçir. və sonra qrafit qəfəsinə daxil edilir. Digər tərəfdən, mis folqa kollektoru keçirici vasitəsilə alüminium folqa kollektoruna, qapaq, batareya sütunu, xarici dövrə, qulaqdan batareya katoduna və keçirici vasitəsilə qrafit katoduna axır. Katodun yük balansı. Litium ionları litium dəmir fosfatdan ayrıldıqdan sonra litium dəmir fosfat dəmir fosfata çevrilir.