Zein da litio-burdin fosfatoko bateriaren karga- eta deskarga-printzipioa?

Litio-burdin fosfatoaren bateria litio-ioizko bateria bat da, litio-burdina fosfatoa (LiFePO4) elektrodo negatiboko material gisa eta karbonoa elektrodo negatibo gisa duen. Bateria bakarraren tentsio nominala 3,2 V-koa da eta karga-mozte-tentsioa 3,6 V ~ 3,65 V-koa da.

Litio-burdin fosfatoaren bateriaren karga-prozesuan, litio-burdin fosfatoaren litio-ioi batzuek ihes egiten dute eta elektrolitoaren bidez katodoan sartzen dira katodoaren karbono-materiala txertatzeko. Aldi berean, anodotik elektroiak askatzen dira kanpoko kontrol-zirkuitutik katodora iristeko, erreakzio kimikoaren oreka mantentzeko. Deskarga-prozesuan, litio-ioiek indar magnetikoaren bidez ihes egiten dute eta elektrolitoaren bidez anodora iristen dira, katodotik askatzen diren elektroiak kanpoko zirkuituen bidez anodora iristen diren bitartean kanpoaldera energia emateko.

Litio-burdin fosfatoaren bateriaren garapenak tentsio altua, energia-dentsitate handia, ziklo-bizitza luzea, segurtasun-errendimendu tekniko ona, autodeskarga-tasa baxua, memoriarik gabe eta abar ditu.

Lifepo4-ren kristal-egituran, oxigeno-atomoak sei hizkitan ondo antolatuta daude. PO43 tetraedroak eta FeO6 oktaedroak kristalezko egitura espazialaren hezurdura osatzen dute. Li eta Fe oktoedro hauen hutsuneak hartzen dituzte, P tetraedroa okupatzen dute hutsunearen bidez, non Fe-k oktaedroarekin posizio angeluar arrunta hartzen du, eta Li oktoedro bakoitzaren posizio kobariantea hartzen du. Feo6-ren oktaedroak kristalaren bc planoan konektatzen dira, eta lio6-ren oktaedroak b ardatzean kate-egitura baten bidez. FeO6 oktaedro bat, bi LiO6 oktaedro eta PO43 tetraedro bat. FeO6-ren sare oktaedriko osoa etena da, beraz, ezin du eroankortasun elektronikoa osatu. Bestalde, PO43 tetraedroaren sare mugatuaren bolumena etengabe aldatzen da, eta horrek Li ablazioan eta difusio elektronikoan eragiten du, eta, ondorioz, LiFePO4 katodoko materialen eroankortasun elektronikoaren eta ioien difusioaren erabileraren eraginkortasun maila oso baxua da.

Litio-burdin fosfatoko bateriak gaitasun teoriko handia du (170mAh/g inguru) eta 3,4V-ko deskarga plataforma. Li anodoaren eta anodoaren artean aurrera eta atzera doa, kargatzen eta deskargatzen. Kargatzean, oxidazio-teknologiaren erreakzioa gertatzen da eta Li anodotik ihes egiten da. Katodoan sartutako elektrolitoa aztertuta, burdina Fe2-tik Fe3-ra aldatzen da, eta oxidazio-sistema kimikoko erreakzioa gertatzen da.

Litio-burdina fosfatoaren bateriaren karga-deskargaren erreakzioa lifepo_4 eta fepo_4 artean gertatzen da. Kargatze-kudeaketako prozesuan, LiFePO4-k FePO4 era dezake litio-ioi tradizionalak hautsiz, eta deskarga-garapen-prozesuan, LiFePO4 litio-ioiak handituz eratu daiteke FePO4 txertatuz.

Bateria kargatzen denean, litio ioiak litio-burdina fosfato kristaletik kristalaren gainazalera mugitzen dira, eremu elektrikoaren indarraren eraginpean elektrolitoan sartzen dira, pelikula zeharkatzen dute eta gero elektrolitoan zehar grafito-kristalaren gainazalera mugitzen dira. grafito kristalezko sarean txertatuta.

Bestalde, informazio elektronikoa eroalean zehar anodoaren aluminio-paperaren kolektorera pasatzen da lugaren bidez, bateriak erabiltzen duen anodoaren polotik, kanpoko kontrol-zirkuitutik, katodotik, katodoko lurretatik eta kobrezko paper-bilgailura. bateriaren katodoa, eta txinatar grafito katodora isurtzen da eroalearen bidez. Katodoaren karga-balantzea. Litio ioia litio burdin fosfatotik kentzen denean, litio burdin fosfatoa burdin fosfato bihurtzen da. Bateria deskargatzen denean, litio ioiak juntura beltzeko kristaletik ateratzen dira eta ikaskuntza elektrolitoan sartzen dira. Ondoren, litio burdin fosfatoaren kristalaren gainazalera transferitu daitezke mintzaren bidez, eta litio burdin fosfatoaren sarean txertatu daitezke elektrolito-soluzioa aztertuz.

Aldi berean, elektroiak eroaletik igarotzen dira katodoko kobrezko paperaren kolektorera, bateriaren katodora, kanpoko zirkuitura, anodora, anodora bateria anodoko aluminiozko paperaren kolektorera eta, ondoren, eroalearen bidez litio burdin fosfatoaren anodora. Bi karga polarrak orekatuta daude. Litio ioiak burdina fosfatoaren kristal batean sar daitezke, eta burdin fosfatoa litio burdin fosfato batean bihurtzen da.