Quel est le principe de charge et de décharge de la batterie au lithium fer phosphate ?

La batterie au lithium fer phosphate est une batterie lithium-ion avec du lithium fer phosphate (LiFePO4) comme matériau d'électrode négative et du carbone comme matériau d'électrode négative. 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 de la batterie au lithium fer phosphate, certains ions lithium du lithium fer phosphate s'échappent et pénètrent dans la cathode à travers l'électrolyte pour incorporer le matériau carboné de la cathode. Dans le même temps, les électrons sont libérés de l’anode pour atteindre la cathode depuis le circuit de contrôle externe afin de maintenir l’équilibre de la réaction chimique. Lors du processus de décharge, les ions lithium s'échappent par la force magnétique et atteignent l'anode via l'électrolyte, tandis que les électrons libérés par la cathode atteignent l'anode via des circuits externes pour fournir de l'énergie à l'extérieur.

Le développement de la batterie au lithium fer phosphate présente les avantages d'une haute tension, d'une densité d'énergie élevée, d'une longue durée de vie, de bonnes performances techniques en matière de sécurité, d'un faible taux d'autodécharge, d'une absence de mémoire, etc.

Dans la structure cristalline du lifepo4, les atomes d’oxygène sont étroitement disposés en six lettres. Le tétraèdre PO43 et l’octaèdre FeO6 forment un squelette de structure spatiale de cristal. Li et Fe occupent les espaces de ces octaèdres, P occupent le tétraèdre à travers l'espace, où Fe occupe la position angulaire commune avec l'octaèdre, et Li occupe la position covariante de chaque octaèdre. Les octaèdres de Feo6 sont reliés sur le plan bc du cristal, et les octaèdres de lio6 sur l'axe b sont reliés par une structure en chaîne. Un octaèdre FeO6, deux octaèdres LiO6 et un tétraèdre PO43. Le réseau octaédrique total de FeO6 est discontinu, il ne peut donc pas former de conductivité électronique. D'autre part, le volume du réseau restreint du tétraèdre PO43 change constamment, ce qui affecte l'ablation du Li et la diffusion électronique, conduisant ainsi à un niveau extrêmement faible de conductivité électronique et d'efficacité d'utilisation de la diffusion ionique des matériaux cathodiques LiFePO4.

La batterie au lithium fer phosphate a une capacité théorique élevée (environ 170 mAh/g) et une plate-forme de décharge de 3,4 V. Li circule entre l'anode et l'anode, se chargeant et se déchargeant. Pendant la charge, une réaction technologique d’oxydation se produit et le Li s’échappe de l’anode. En analysant l'électrolyte intégré dans la cathode, le fer passe de Fe2 à Fe3 et une réaction chimique du système d'oxydation se produit.

La réaction de décharge de charge de la batterie au lithium fer phosphate a lieu entre lifepo_4 et fepo_4. Pendant le processus de gestion de la charge, LiFePO4 peut former du FePO4 en se séparant des ions lithium traditionnels, et pendant le processus de développement de la décharge, LiFePO4 peut être formé en augmentant les ions lithium en intégrant du FePO4.

Lorsque la batterie est chargée, les ions lithium se déplacent du cristal de phosphate de fer lithium à la surface du cristal, pénètrent dans l'électrolyte sous l'effet de la force du champ électrique, traversent le film, puis se déplacent vers la surface du cristal de graphite à travers l'électrolyte, puis intégré dans le réseau cristallin de graphite.

D'autre part, les informations électroniques circulent à travers le conducteur jusqu'au collecteur de feuille d'aluminium de l'anode à travers la cosse, le pôle d'anode utilisé par la batterie, le circuit de commande externe, la cathode, la cosse de cathode et le collecteur de feuille de cuivre de l'anode. cathode de la batterie et s'écoule vers la cathode en graphite chinoise à travers le conducteur. Le bilan de charge de la cathode. Lorsque l’ion lithium est déphasé du phosphate de fer lithium, le phosphate de fer lithium est converti en phosphate de fer. Lorsque la batterie est déchargée, les ions lithium sont retirés du cristal de jonction noir et pénètrent dans l'électrolyte d'apprentissage. Ensuite, ils peuvent être transférés à la surface du cristal de phosphate de fer et de lithium à travers la membrane, puis intégrés dans le réseau de phosphate de fer et de lithium en analysant la solution électrolytique.

En même temps, les électrons circulent à travers le conducteur jusqu'au collecteur de feuille de cuivre de cathode, à la cathode de la batterie, au circuit externe, à l'anode, à l'anode jusqu'au collecteur de feuille d'aluminium d'anode de batterie, puis à l'anode de phosphate de fer au lithium à travers le conducteur. Les deux charges polaires sont équilibrées. Les ions lithium peuvent être insérés dans un cristal de phosphate de fer et le phosphate de fer est converti en phosphate de fer lithium.