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三元鋰電池-磷酸鐵

  • 更新時(shí)間:  2021-04-19
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  • 簡(jiǎn)單描述
  • 三元鋰電池-磷酸鐵,是一種使用磷酸鐵鋰(LiFePO4)作為正極材料,碳作為負(fù)極材料的鋰離子電池,單體額定電壓為3.2V,充電截止電壓為3.6V~3.65V。

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詳細(xì)介紹

三元鋰電池-磷酸鐵
磷酸鐵鋰電池,是一種使用磷酸鐵鋰(LiFePO4)作為正極材料,碳作為負(fù)極材料的鋰離子電池,單體額定電壓為3.2V,充電截止電壓為3.6V~3.65V。
充電過(guò)程中,磷酸鐵鋰中的部分鋰離子脫出,經(jīng)電解質(zhì)傳遞到負(fù)極,嵌入負(fù)極碳材料;同時(shí)從正極釋放出電子,自外電路到達(dá)負(fù)極,維持化學(xué)反應(yīng)的平衡。放電過(guò)程中,鋰離子自負(fù)極脫出,經(jīng)電解質(zhì)到達(dá)正極,同時(shí)負(fù)極釋放電子,自外電路到達(dá)正極,為外界提供能量。 [1] 
磷酸鐵鋰電池具有工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全性能好、自放電率小、無(wú)記憶效應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)

三元鋰電池-磷酸鐵

電池結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

磷酸鐵鋰電池左邊是橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4材料構(gòu)成的正極,由鋁箔與電池正極連接。右邊是由碳(石墨)組成的電池負(fù)極,由銅箔與電池的負(fù)極連接。中間是聚合物的隔膜,它把正極與負(fù)極隔開(kāi),鋰離子可以通過(guò)隔膜而電子不能通過(guò)隔膜。電池內(nèi)部充有電解質(zhì),電池由金屬外殼密閉封裝

電池充放電原理

 

磷酸鐵鋰電池的充放電反應(yīng)是在LiFePO4和FePO4兩相之間進(jìn)行。在充電過(guò)程中,LiFePO4逐漸脫離出鋰離子形成FePO4,在放電過(guò)程中,鋰離子嵌入FePO4形成LiFePO4。 [2] 
電池充電時(shí),鋰離子從磷酸鐵鋰晶體遷移到晶體表面,在電場(chǎng)力的作用下,進(jìn)入電解液,然后穿過(guò)隔膜,再經(jīng)電解液遷移到石墨晶體的表面,而后嵌入石墨晶格中。 [2] 
與此同時(shí),電子經(jīng)導(dǎo)電體流向正極的鋁箔集電極,經(jīng)極耳、電池正極柱、外電路、負(fù)極極柱、負(fù)極極耳流向電池負(fù)極的銅箔集流體,再經(jīng)導(dǎo)電體流到石墨負(fù)極,使負(fù)極的電荷達(dá)至平衡。鋰離子從磷酸鐵鋰脫嵌后,磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)化成磷酸鐵。 [2] 
電池放電時(shí),鋰離子從石墨晶體中脫嵌出來(lái),進(jìn)入電解液,然后穿過(guò)隔膜,經(jīng)電解液遷移到磷酸鐵鋰晶體的表面,然后重新嵌入到磷酸鐵鋰的晶格內(nèi)。 [2] 
與此同時(shí),電子經(jīng)導(dǎo)電體流向負(fù)極的銅箔集電極,經(jīng)極耳、電池負(fù)極柱、外電路、正極極柱、正極極耳流向電池正極的鋁箔集流體,再經(jīng)導(dǎo)電體流到磷酸鐵鋰正極,使正極的電荷達(dá)至平衡。鋰離子嵌入到磷酸鐵晶體后,磷酸鐵轉(zhuǎn)化為磷酸鐵鋰。 [

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