Mikä on litiumrautafosfaattiakun lataus- ja purkuperiaate?

Litiumrautafosfaattiakku on litiumioniakku, jonka negatiivisena elektrodimateriaalina on litiumrautafosfaatti (LiFePO4) ja negatiivisena elektrodimateriaalina hiili. Yhden akun nimellisjännite on 3,2 V ja latauksen katkaisujännite 3,6 V ~ 3,65 V

Litiumrautafosfaattiakun latausprosessin aikana jotkut litiumrautafosfaatin litium-ionit pakenevat ja tulevat katodille elektrolyytin kautta upottaakseen katodin hiilimateriaalin. Samaan aikaan elektronit vapautuvat anodista päästäkseen katodille ulkoisesta ohjauspiiristä kemiallisen reaktion tasapainon säilyttämiseksi. Purkausprosessissa litiumionit pakenevat magneettisen voiman kautta ja saavuttavat anodin elektrolyytin kautta, kun taas katodista vapautuneet elektronit saapuvat anodille ulkoisten piirien kautta toimittamaan energiaa ulkopuolelle.

Litiumrautafosfaattiakun kehittämisen etuna on korkea jännite, korkea energiatiheys, pitkä käyttöikä, hyvä turvallisuustekninen suorituskyky, alhainen itsepurkautumisnopeus, ei muistia ja niin edelleen.

Lifepo4:n kiderakenteessa happiatomit on järjestetty tiiviisti kuuteen kirjaimeen. PO43-tetraedri ja FeO6-oktaedri muodostavat spatiaalisen kiderungon. Li ja Fe miehittää näiden oktaedrien raot, P miehittää tetraedrin raon läpi, missä Fe on yhteisessä kulma-asemassa oktaedrin kanssa ja Li miehittää kunkin oktaedrin kovarianttiaseman. Feo6:n oktaedrit on yhdistetty kiteen bc-tasolla ja lio6:n oktaedrit b-akselilla on yhdistetty ketjurakenteella. Yksi FeO6-oktaedri, kaksi LiO6-oktaedria ja yksi PO43-tetraedri. FeO6:n oktaederinen kokonaisverkko on epäjatkuva, joten se ei voi muodostaa elektronista johtavuutta. Toisaalta PO43-tetraedrirajoitetun hilan tilavuus muuttuu jatkuvasti, mikä vaikuttaa Li-ablaatioon ja elektroniseen diffuusioon, mikä johtaa LiFePO4-katodimateriaalien erittäin alhaiseen elektronijohtavuuden ja ionidiffuusion hyödyntämistehokkuuteen.

Litiumrautafosfaattiakulla on korkea teoreettinen kapasiteetti (noin 170 mAh/g) ja 3,4 V:n purkausalusta. Li virtaa edestakaisin anodin ja anodin välillä latautuen ja purkaen. Latauksen aikana tapahtuu hapetusteknologiareaktio ja Li karkaa anodista. Analysoimalla katodiin upotettua elektrolyyttiä rauta muuttuu Fe2:sta Fe3:ksi ja tapahtuu kemiallinen hapetusjärjestelmän reaktio.

Litiumrautafosfaattiakun varauspurkausreaktio tapahtuu lifepo_4:n ja fepo_4:n välillä. Varauksenhallintaprosessin aikana LiFePO4 voi muodostaa FePO4:a irtautumalla perinteisistä litiumioneista ja purkauskehitysprosessin aikana LiFePO4 voidaan muodostaa lisäämällä litiumioneja upottamalla FePO4:a.

Kun akku on ladattu, litiumionit siirtyvät litiumrautafosfaattikiteestä kiteen pintaan, tulevat elektrolyyttiin sähkökentän voiman vaikutuksesta, kulkevat kalvon läpi ja siirtyvät sitten grafiittikiteen pinnalle elektrolyytin läpi ja sitten upotettu grafiittikidehilaan.

Toisaalta elektroninen tieto virtaa johtimen kautta anodin alumiinifoliokeräimeen korvakkeen, akun käyttämän anodinapan, ulkoisen ohjauspiirin, katodin, katodin korvakkeen ja kuparikalvokeräimen kautta. akun katodi, ja virtaa kiinalaiseen grafiittikatodiin johtimen kautta. Katodin varaustasapaino. Kun litiumioni faasi poistetaan litiumrautafosfaatista, litiumrautafosfaatti muuttuu rautafosfaatiksi. Kun akku on tyhjä, litiumionit irtoavat mustasta liitoskiteestä ja pääsevät oppimiselektrolyyttiin. Sitten ne voidaan siirtää litiumrautafosfaattikiteen pinnalle kalvon läpi ja sitten upottaa litiumrautafosfaatin hilaan analysoimalla elektrolyyttiliuosta.

Samanaikaisesti elektronit virtaavat johtimen läpi katodin kuparikalvokerääjälle, akun katodille, ulkoiselle piirille, anodille, anodille akun anodin alumiinifoliokerääjälle ja sitten litiumrautafosfaattianodille johtimen kautta. Kaksi napavarausta ovat tasapainossa. Litiumioneja voidaan lisätä rautafosfaattikiteeseen, ja rautafosfaatti muunnetaan litiumrautafosfaatiksi.