磷酸铁锂电池的作业原理详解
磷酸铁锂电池的作业原理详解
发布日期: 2024-10-04 22:19:26
   来源:理士DJM系列  
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  具有作业电压高、单位体积内的包括的能量大、循环寿命长、安全功能好、自放电率小、无回忆效应的长处。

  上边是橄榄石(olivine)结构的LiFePO4作为电池的正极,由铝箔(aluminium foil)与电池正极衔接,左面是聚合物(polymer)的隔阂(diaphragm),它把正极与负极离隔,但锂离子Li 能够经过而电子e-不能经过,右边是由碳(carbon)(石墨graphite)组成的电池负极,由铜箔(copper foil)与电池的负极衔接。电池的上下端之间是电池的电解质(electrolyte),电池由金属外壳密闭封装。

  磷酸铁锂电池电池在充电时,正极中的锂离子Li 经过聚合物隔阂向负极搬迁;在放电进程中,负极中的锂离子Li 经过隔阂向正极搬迁。锂离子电池便是因锂离子在充放电时来回搬迁而命名的。

  1、电池充电时,Li 从磷酸铁锂晶体的010面搬迁到晶体外表,在电场力的效果下,进入电解液,穿过隔阂,再经电解液搬迁到石墨晶体的外表,然后嵌入石墨晶格中。与此同时,电子经导电体流向正极的铝箔集电极,经极耳、电池极柱、外电路、负极极柱、负极耳流向负极的铜箔集流体,再经导电体流到石墨负极,使负极的电荷达至平衡。锂离子从磷酸铁锂脱嵌后,磷酸铁锂转化成磷酸铁,其晶格结构改变如上图-2。

  2、电池放电时,Li 从石墨晶体中脱嵌出来,进入电解液,穿过隔阂,再经电解液搬迁到磷酸铁锂晶体的外表,然后重新经010面嵌入到磷酸铁锂的晶格内。与此同时,电池经导电体流向负极的铜箔集电极,经极耳、电池负极柱、外电路、正极极柱、正极极耳流向电池正极的铝箔集流体,再经导电体流到磷酸铁锂正极,使正极的电荷达至平衡。

  从磷酸铁锂电池的作业原理可知,磷酸铁锂电池的充放电进程需求锂离子和电子的一起参加,并且锂离子的搬迁速度与电子的搬迁速度要达至平衡。这就要求锂离子电池的正负电极有必要是离子和电子的混合导体,并且其离子导电才能和电子导电才能有必要共同。可是,磷酸铁锂的导电功能很差。而石墨负极的导电性尽管要好一些,可是要完成大倍率放电时,依然需求改进负极的导电性,使其的电子导电才能与锂离子从石墨中脱嵌的才能达至平衡。