اصل شارژ و دشارژ باتری لیتیوم آهن فسفات چیست؟

باتری لیتیوم فسفات آهن یک باتری لیتیوم یونی با فسفات آهن لیتیوم (LiFePO4) به عنوان ماده الکترود منفی و کربن به عنوان ماده الکترود منفی است. ولتاژ نامی باتری تک 3.2 ولت و ولتاژ قطع شارژ 3.6 تا 3.65 ولت است.

در طول فرآیند شارژ باتری لیتیوم آهن فسفات، مقداری از یون های لیتیوم فسفات آهن لیتیوم خارج شده و از طریق الکترولیت وارد کاتد می شود تا مواد کربن کاتد را جاسازی کند. در همان زمان، الکترون ها از آند آزاد می شوند تا از مدار کنترل خارجی به کاتد برسند تا تعادل واکنش شیمیایی حفظ شود. در فرآیند تخلیه، یون‌های لیتیوم از طریق نیروی مغناطیسی خارج شده و از طریق الکترولیت به آند می‌رسند، در حالی که الکترون‌های آزاد شده از کاتد از طریق مدارهای خارجی به آند می‌رسند تا انرژی خارج را تامین کنند.

توسعه باتری فسفات آهن لیتیوم دارای مزایای ولتاژ بالا، چگالی انرژی بالا، عمر چرخه طولانی، عملکرد فنی ایمنی خوب، نرخ تخلیه خود کم، بدون حافظه و غیره است.

در ساختار کریستالی lifepo4، اتم های اکسیژن به طور نزدیک به شش حرف مرتب شده اند. چهار وجهی PO43 و هشت ضلعی FeO6 یک ساختار فضایی اسکلت کریستالی را تشکیل می دهند. Li و Fe شکاف‌های این هشت‌وجهی‌ها را اشغال می‌کنند، P چهار وجهی را از طریق شکاف، جایی که Fe موقعیت زاویه‌ای مشترک با هشت‌وجهی را اشغال می‌کند، و Li موقعیت کوواریانس هر هشت‌وجهی را اشغال می‌کند. هشت ضلعی های Feo6 در صفحه bc کریستال و هشت ضلعی های lio6 در محور b توسط یک ساختار زنجیره ای به هم متصل می شوند. یک هشت وجهی FeO6، دو هشت وجهی LiO6 و یک چهار وجهی PO43. کل شبکه هشت وجهی FeO6 ناپیوسته است، بنابراین نمی تواند هدایت الکترونیکی ایجاد کند. از سوی دیگر، حجم شبکه محدود شده چهار وجهی PO43 به طور مداوم تغییر می کند، که بر ابلیشن لی و انتشار الکترونیکی تأثیر می گذارد، بنابراین منجر به سطح بسیار پایین هدایت الکترونیکی و راندمان استفاده از انتشار یون در مواد کاتد LiFePO4 می شود.

باتری فسفات آهن لیتیوم دارای ظرفیت تئوری بالا (حدود 170 میلی آمپر ساعت بر گرم) و سکوی تخلیه 3.4 ولت است. لی بین آند و آند به جلو و عقب جریان می یابد و شارژ و تخلیه می شود. در طول شارژ، واکنش فناوری اکسیداسیون رخ می دهد و لی از آند فرار می کند. با تجزیه و تحلیل الکترولیت تعبیه شده در کاتد، آهن از Fe2 به Fe3 تغییر می کند و واکنش سیستم اکسیداسیون شیمیایی رخ می دهد.

واکنش تخلیه شارژ باتری فسفات آهن لیتیوم بین lifepo_4 و fepo_4 انجام می شود. در طول فرآیند مدیریت شارژ، LiFePO4 می تواند با جدا شدن از یون های لیتیوم سنتی، FePO4 را تشکیل دهد و در طول فرآیند توسعه تخلیه، LiFePO4 می تواند با افزایش یون های لیتیوم با جاسازی FePO4 تشکیل شود.

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 الکترولیت می شوند، از فیلم عبور می کنند و سپس از طریق الکترولیت به سطح کریستال گرافیت می روند و سپس در شبکه کریستالی گرافیت تعبیه شده است.

از سوی دیگر، اطلاعات الکترونیکی از طریق هادی به کلکتور فویل آلومینیومی آند از طریق بند، قطب آند مورد استفاده باتری، مدار کنترل خارجی، کاتد، بند کاتد و کلکتور فویل مسی جریان می یابد. کاتد باتری، و از طریق هادی به کاتد گرافیت چینی جریان می یابد. تعادل بار کاتد. هنگامی که یون لیتیوم از فسفات آهن لیتیوم جدا می شود، فسفات آهن لیتیوم به فسفات آهن تبدیل می شود. هنگامی که باتری تخلیه می شود، یون های لیتیوم از کریستال اتصال سیاه جدا می شوند و وارد الکترولیت یادگیری می شوند. سپس می توان آنها را از طریق غشاء به سطح کریستال فسفات آهن لیتیوم منتقل کرد و سپس با آنالیز محلول الکترولیت در شبکه فسفات آهن لیتیوم جاسازی کرد.

در همان زمان، الکترون ها از طریق هادی به جمع کننده فویل مس کاتد، به کاتد باتری، مدار خارجی، آند، آند به کلکتور فویل آلومینیومی آند باتری و سپس از طریق هادی به آند فسفات آهن لیتیوم می روند. دو بار قطبی متعادل هستند. یون های لیتیوم را می توان در کریستال فسفات آهن وارد کرد و فسفات آهن به فسفات آهن لیتیوم تبدیل می شود.