Qu'est-ce qu'une batterie au lithium fer phosphate ?

La batterie au lithium fer phosphate est une batterie lithium-ion avec du lithium fer phosphate (LiFePO4) comme matériau cathodique et du carbone comme matériau cathodique. La tension nominale de la batterie unique est de 3,2 V et la tension de coupure de charge est de 3,6 V ~ 3,65 V.
Pendant le processus de charge, certains ions lithium du phosphate de fer lithium s'échapperont et la masse électrolytique sera transférée à la cathode et incorporée dans un matériau carboné. Dans le même temps, des électrons sont libérés de l’anode et arrivent du circuit externe pour maintenir l’équilibre de la réaction chimique. Lors du processus de décharge, les ions lithium s'échappent par la force magnétique, arrivent à travers la masse électrolytique, se libèrent en même temps, arrivent dans le circuit externe et fournissent de l'énergie à l'extérieur.

Fer au lithiumLa batterie au phosphate présente les avantages d'une tension de fonctionnement élevée, d'une densité énergétique élevée, d'une longue durée de vie, d'une bonne sécurité, d'un faible taux d'autodécharge et de l'absence de mémoire.
Dans la structure cristalline, les atomes d’oxygène sont étroitement disposés en six caractères. Le tétraèdre PO43 et FeO6 forment le squelette spatial du cristal, Li et Fe occupent l'espace octaèdre, P occupent l'espace tétraèdre, où Fe occupe la position co-angulaire et Li occupe la position covariante. FeO6 est connecté les uns aux autres sur le plan BC du cristal, et la structure octaédrique de LiO6 dans la direction de l'axe B est connectée les unes aux autres dans une structure en chaîne. Un tétraèdre FeO6, deux LiO6 et un PO43 coexistent.

Le réseau total de FeO6 est discontinu, il ne peut donc pas former de conductivité. D'autre part, le tétraèdre PO43 limite le changement de volume du réseau et affecte l'ablation et la diffusion du Li, ce qui entraîne une conductivité électronique et une efficacité de diffusion ionique extrêmement faibles du matériau cathodique.

Théoriquement, la batterie a une capacité élevée (environ 170 mAh/g) et la plate-forme de décharge est de 3,4 V. Li fait des allers-retours entre la charge et la décharge. Pendant la charge, une réaction d’oxydation se produit et Li s’échappe. La substance électrolytique est incorporée dans la cathode, le fer est transformé de Fe2 en Fe3 et une réaction d'oxydation se produit.

Quelles sont les caractéristiques structurelles de la batterie au lithium fer phosphate ?

Le côté gauche de la batterie au lithium fer phosphate est constitué d'un matériau olivine, qui est relié à la batterie par une feuille d'aluminium. À droite se trouve la cathode de la batterie composée de carbone (graphite), qui est reliée par une feuille de cuivre et la cathode de la batterie. Au milieu se trouve la membrane du polymère séparé. Le lithium peut traverser la membrane, mais pas la membrane. L'intérieur de la batterie est rempli de substance électrolytique et la batterie est scellée par une coque métallique.

Quel est le principe de charge et de décharge de la batterie ?

La réaction de décharge de charge de la batterie au lithium fer phosphate a lieu entre LiFePo4 et FePO4. Pendant la charge, les ions séparés du lithium forment FePO4 et pendant la décharge, les ions lithium intègrent FePO4 pour former LiFePo4.

Lorsque la batterie est chargée, les ions lithium se déplacent du cristal de phosphate de fer lithium à la surface du cristal, pénètrent dans la substance électrolytique sous l'effet de la force du champ électrique, traversent le diaphragme, puis se déplacent vers la surface du cristal de graphite à travers l'électrolyte, puis intégré dans le réseau de graphite. D'autre part, le collecteur en feuille de cuivre circule à travers le conducteur jusqu'au collecteur en feuille d'aluminium, à travers la cosse, la colonne de batterie, le circuit externe, l'oreille jusqu'à la cathode de la batterie et à travers le conducteur jusqu'à la cathode en graphite. Le bilan de charge de la cathode. Une fois les ions lithium déphasés du phosphate de fer lithium, le phosphate de fer lithium est converti en phosphate de fer.