Шта је литијум гвожђе фосфатна батерија?

Литијум гвожђе фосфатна батерија је литијум јонска батерија са литијум гвожђе фосфатом (ЛиФеПО4) као катодним материјалом и угљеником као катодним материјалом. Називни напон једне батерије је 3,2В, а напон прекида пуњења је 3,6В~3,65В.
Током процеса пуњења, неки литијум јони литијум гвожђе фосфата ће побећи, а електролитичка маса ће се пренети на катоду и уградити угљеничним материјалом. Истовремено, електрони се ослобађају из аноде и стижу из спољашњег кола да би одржали равнотежу хемијске реакције. У процесу пражњења, литијум јони излазе кроз магнетну силу, стижу кроз електролитичку масу, ослобађају се у исто време, стижу у спољашње коло и обезбеђују енергију споља.

Литијум гвожђефосфатна батерија има предности високог радног напона, велике густине енергије, дугог циклуса, добре сигурности, ниске стопе самопражњења и без меморије.
У кристалној структури, атоми кисеоника су блиско распоређени у шест карактера. ПО43 тетраедар и ФеО6 чине просторни скелет кристала, Ли и Фе заузимају октаедарски јаз, П заузимају тетраедарски јаз, где Фе заузима коугаону позицију, а Ли заузима коваријантну позицију. ФеО6 је међусобно повезан на БЦ равни кристала, а октаедарска структура ЛиО6 у правцу Б осе је повезана једна са другом у ланчану структуру. Коегзистирају један ФеО6, два ЛиО6 и један ПО43 тетраедар.

Укупна мрежа ФеО6 је дисконтинуирана, тако да не може да формира проводљивост. С друге стране, ПО43 тетраедар ограничава промену запремине решетке и утиче на аблацију и дифузију Ли, што доводи до изузетно ниске електронске проводљивости и ефикасности јонске дифузије катодног материјала.

Теоретски, батерија има велики капацитет (око 170мАх/г), а платформа за пражњење је 3,4В. Ли иде напред-назад између пуњења и пражњења. Током пуњења долази до реакције оксидације и Ли излази. Електролитичка супстанца је уграђена у катоду, а гвожђе се трансформише из Фе2 у Фе3 и долази до реакције оксидације.

Које су структурне карактеристике литијум гвожђе фосфатне батерије?

Лева страна литијум гвожђе фосфатне батерије је направљена од оливин материјала, који је са батеријом повезан алуминијумском фолијом. Десно је катода батерије састављена од угљеника (графита), која је повезана бакарном фолијом и катодом батерије. У средини је мембрана одвојеног полимера. Литијум може да прође кроз мембрану, а не кроз мембрану. Унутрашњост батерије је напуњена електролитичком супстанцом, а батерија је запечаћена металном шкољком.

Који је принцип пуњења и пражњења батерије?

Реакција пражњења литијум гвожђе фосфатне батерије одвија се између ЛиФеПо4 и ФеПО4. Током пуњења, јони одвојени од литијума формирају ФеПО4, а током пражњења, литијум јони уграђују ФеПО4 да би формирали ЛиФеПо4.

Када се батерија напуни, литијум јони се крећу од кристала литијум гвожђе фосфата до површине кристала, улазе у електролитичку супстанцу под дејством силе електричног поља, пролазе кроз дијафрагму, а затим се крећу на површину кристала графита кроз електролит, а затим уграђен у графитну решетку. Са друге стране, колектор бакарне фолије тече кроз проводник до колектора алуминијумске фолије, кроз ушицу, стуб батерије, спољно коло, уво до катоде батерије и кроз проводник до катоде графита. Баланс наелектрисања катоде. Након што се литијум-јони дефазирају из литијум-гвожђе-фосфата, литијум-гвожђе-фосфат се претвара у гвожђе-фосфат.