باتری لیتیوم فسفات آهن چیست؟

باتری لیتیوم فسفات آهن یک باتری لیتیوم یونی با فسفات آهن لیتیوم (LiFePO4) به عنوان ماده کاتد و کربن به عنوان ماده کاتد است. ولتاژ نامی باتری تک 3.2 ولت و ولتاژ قطع شارژ 3.6 ~ 3.65 ولت است.
در طی فرآیند شارژ، مقداری یون لیتیوم از فسفات آهن لیتیوم خارج می‌شود و جرم الکترولیتی به کاتد منتقل می‌شود و با مواد کربنی جاسازی می‌شود. در همان زمان، الکترون ها از آند آزاد می شوند و از مدار خارجی برای حفظ تعادل واکنش شیمیایی می رسند. در فرآیند تخلیه، یون‌های لیتیوم از طریق نیروی مغناطیسی خارج می‌شوند، از طریق جرم الکترولیتی می‌رسند، در همان زمان آزاد می‌شوند، به مدار خارجی می‌رسند و انرژی را به خارج می‌رسانند.

آهن لیتیومباتری فسفات دارای مزایای ولتاژ کاری بالا، چگالی انرژی بالا، عمر چرخه طولانی، ایمنی خوب، سرعت تخلیه خود کم و بدون حافظه است.
در ساختار کریستالی، اتم های اکسیژن به طور نزدیک در شش کاراکتر قرار گرفته اند. چهار وجهی PO43 و FeO6 اسکلت فضایی کریستال را تشکیل می‌دهند، لی و آهن شکاف هشت‌وجهی را اشغال می‌کنند، P شکاف چهار وجهی را اشغال می‌کنند، جایی که Fe موقعیت هم‌زاویه را اشغال می‌کند و Li موقعیت کوواریانس را اشغال می‌کند. FeO6 در صفحه BC کریستال به یکدیگر متصل می شود و ساختار هشت وجهی LiO6 در جهت محور B در یک ساختار زنجیره ای به یکدیگر متصل می شود. یک FeO6، دو LiO6 و یک چهار وجهی PO43 با هم وجود دارند.

کل شبکه FeO6 ناپیوسته است، بنابراین نمی تواند رسانایی ایجاد کند. از سوی دیگر، چهار وجهی PO43 تغییر حجم شبکه را محدود می‌کند و بر فرسایش و انتشار لی تأثیر می‌گذارد، که منجر به هدایت الکترونیکی بسیار کم و راندمان انتشار یون ماده کاتد می‌شود.

از لحاظ تئوری، باتری ظرفیت بالایی دارد (حدود 170 میلی آمپر بر گرم)، و پلت فرم تخلیه آن 3.4 ولت است. لی بین شارژ و تخلیه به عقب و جلو می رود. در طول شارژ، واکنش اکسیداسیون رخ می دهد و لی فرار می کند. ماده الکترولیتی در کاتد قرار می گیرد و آهن از Fe2 به Fe3 تبدیل می شود و واکنش اکسیداسیون رخ می دهد.

ویژگی های ساختاری باتری لیتیوم آهن فسفات چیست؟

سمت چپ باتری لیتیوم آهن فسفات از مواد اولیوین ساخته شده است که توسط فویل آلومینیومی به باتری متصل می شود. در سمت راست کاتد باتری متشکل از کربن (گرافیت) است که توسط فویل مسی و کاتد باتری به هم متصل شده است. در وسط غشای پلیمر جدا شده قرار دارد. لیتیوم می تواند از غشاء عبور کند، نه از غشاء. داخل باتری با ماده الکترولیتی پر شده و باتری با یک پوسته فلزی مهر و موم شده است.

اصل شارژ و دشارژ باتری چیست؟

واکنش تخلیه شارژ باتری فسفات آهن لیتیوم بین LiFePo4 و FePO4 انجام می شود. در طول شارژ، یون های جدا شده از لیتیوم FePO4 را تشکیل می دهند و در هنگام تخلیه، یون های لیتیوم FePO4 را برای تشکیل LiFePo4 جاسازی می کنند.

هنگامی که باتری شارژ می شود، یون های لیتیوم از کریستال فسفات آهن لیتیوم به سطح کریستال حرکت می کنند، تحت تأثیر نیروی میدان الکتریکی وارد ماده الکترولیتی می شوند، از دیافراگم عبور می کنند و سپس از طریق الکترولیت به سطح کریستال گرافیت می روند. و سپس در شبکه گرافیت تعبیه شده است. از طرف دیگر، کلکتور فویل مسی از طریق هادی به جمع کننده فویل آلومینیومی، از طریق بند، ستون باتری، مدار خارجی، گوش به کاتد باتری و از طریق هادی به کاتد گرافیت جریان می یابد. تعادل بار کاتد. پس از جدا شدن یون های لیتیوم از فسفات آهن لیتیوم، فسفات آهن لیتیوم به فسفات آهن تبدیل می شود.