¿Qué es la batería de fosfato de hierro y litio?

La batería de fosfato de hierro y litio es una batería de iones de litio con fosfato de hierro y litio (LiFePO4) como material del cátodo y carbono como material del cátodo. El voltaje nominal de una sola batería es de 3,2 V y el voltaje de corte de carga es de 3,6 V ~ 3,65 V.
Durante el proceso de carga, algunos iones de litio del fosfato de hierro y litio escaparán y la masa electrolítica se transferirá al cátodo y se incrustará con material de carbono. Al mismo tiempo, los electrones se liberan del ánodo y llegan desde el circuito externo para mantener el equilibrio de la reacción química. En el proceso de descarga, los iones de litio escapan mediante fuerza magnética, llegan a través de la masa electrolítica, se liberan al mismo tiempo, llegan al circuito externo y aportan energía al exterior.

hierro litioLa batería de fosfato tiene las ventajas de un alto voltaje de trabajo, alta densidad de energía, ciclo de vida prolongado, buena seguridad, baja tasa de autodescarga y sin memoria.
En la estructura cristalina, los átomos de oxígeno están dispuestos estrechamente en seis caracteres. El tetraedro PO43 y FeO6 forman el esqueleto espacial del cristal, Li y Fe ocupan el espacio del octaedro, P ocupa el espacio del tetraedro, donde Fe ocupa la posición angular y Li ocupa la posición covariante. El FeO6 está conectado entre sí en el plano BC del cristal, y la estructura octaédrica del LiO6 en la dirección del eje B está conectada entre sí en una estructura de cadena. Coexisten un tetraedro de FeO6, dos LiO6 y un tetraedro de PO43.

La red total de FeO6 es discontinua, por lo que no puede formar conductividad. Por otro lado, el tetraedro PO43 restringe el cambio de volumen de la red y afecta la ablación y difusión de Li, lo que resulta en una conductividad electrónica y una eficiencia de difusión de iones extremadamente bajas del material del cátodo.

Teóricamente, la batería tiene una alta capacidad (alrededor de 170 mAh/g) y la plataforma de descarga es de 3,4 V. Li va y viene entre carga y descarga. Durante la carga, se produce una reacción de oxidación y el Li se escapa. La sustancia electrolítica se incrusta en el cátodo y el hierro se transforma de Fe2 a Fe3 y se produce una reacción de oxidación.

¿Cuáles son las características estructurales de la batería de fosfato de hierro y litio?

El lado izquierdo de la batería de fosfato de hierro y litio está hecho de material de olivino, que está conectado a la batería mediante papel de aluminio. A la derecha está el cátodo de la batería compuesto de carbono (grafito), que está conectado mediante una lámina de cobre y el cátodo de la batería. En el medio está la membrana del polímero separado. El litio puede atravesar la membrana, no la membrana. El interior de la batería está lleno de sustancia electrolítica y la batería está sellada con una carcasa metálica.

¿Cuál es el principio de carga y descarga de la batería?

La reacción de carga y descarga de una batería de fosfato de hierro y litio tiene lugar entre LiFePo4 y FePO4. Durante la carga, los iones separados del litio forman FePO4, y durante la descarga, los iones de litio incrustan FePO4 para formar LiFePo4.

Cuando la batería está cargada, los iones de litio se mueven desde el cristal de fosfato de hierro y litio a la superficie del cristal, ingresan a la sustancia electrolítica bajo el efecto de la fuerza del campo eléctrico, pasan a través del diafragma y luego se mueven a la superficie del cristal de grafito a través del electrolito. y luego incrustado en la red de grafito. Por otro lado, el colector de lámina de cobre fluye a través del conductor hasta el colector de lámina de aluminio, a través del terminal, la columna de la batería, el circuito externo, la oreja hasta el cátodo de la batería y a través del conductor hasta el cátodo de grafito. El equilibrio de carga del cátodo. Después de que los iones de litio se desfasen del fosfato de litio y hierro, el fosfato de litio y hierro se convierte en fosfato de hierro.