Lityum demir fosfat pilin şarj ve deşarj prensibi nedir?

Lityum demir fosfat pil, negatif elektrot malzemesi olarak lityum demir fosfat (LiFePO4) ve negatif elektrot malzemesi olarak karbon içeren bir lityum iyon pildir. Tek akünün nominal voltajı 3,2V ve şarj kesme voltajı 3,6V~3,65V'dir.

Lityum demir fosfat pilinin şarj işlemi sırasında, lityum demir fosfatın bazı lityum iyonları kaçar ve katot karbon malzemesini gömmek için elektrolit yoluyla katoda girer. Aynı zamanda kimyasal reaksiyonun dengesini korumak için anottan elektronlar salınarak harici kontrol devresinden katoda ulaşır. Deşarj işleminde lityum iyonları manyetik kuvvetle kaçarak elektrolit aracılığıyla anoda ulaşırken, katottan salınan elektronlar dış devreler aracılığıyla anoda ulaşarak dışarıya enerji sağlar.

Lityum demir fosfat pilin geliştirilmesi, yüksek voltaj, yüksek enerji yoğunluğu, uzun çevrim ömrü, iyi güvenlik teknik performansı, düşük kendi kendine deşarj oranı, hafıza olmaması vb. avantajlara sahiptir.

Lifepo4'ün kristal yapısında oksijen atomları altı harf halinde birbirine yakın şekilde düzenlenmiştir. PO43 tetrahedron ve FeO6 oktahedron, kristalin uzaysal bir yapı iskeletini oluşturur. Li ve Fe, bu oktahedronların boşluklarını işgal eder, P, Fe'nin oktahedronla ortak açısal konumu işgal ettiği boşluk boyunca tetrahedronu işgal eder ve Li, her oktahedronun ortak değişken konumunu işgal eder. Feo6'nın oktahedronları kristalin bc düzleminde bağlanır ve lio6'nın b eksenindeki oktahedronları bir zincir yapısıyla bağlanır. Bir FeO6 oktahedron, iki LiO6 oktahedron ve bir PO43 tetrahedron. FeO6'nın toplam oktahedral ağı süreksiz olduğundan elektronik iletkenlik oluşturamaz. Öte yandan, PO43 tetrahedronla sınırlı kafesin hacmi sürekli olarak değişir, bu da Li ablasyonunu ve elektronik difüzyonu etkiler, dolayısıyla LiFePO4 katot malzemelerinin son derece düşük düzeyde elektronik iletkenliğine ve iyon difüzyon kullanım verimliliğine yol açar.

Lityum demir fosfat pil, yüksek teorik kapasiteye (yaklaşık 170mAh/g) ve 3,4V deşarj platformuna sahiptir. Li, anot ve anot arasında ileri geri akar, şarj olur ve boşalır. Şarj sırasında oksidasyon teknolojisi reaksiyonu meydana gelir ve Li anottan kaçar. Katotta gömülü elektrolitin analiz edilmesiyle demirin Fe2'den Fe3'e değişmesi ve kimyasal oksidasyon sistemi reaksiyonu meydana gelir.

Lityum demir fosfat pilin şarj deşarj reaksiyonu lifepo_4 ile fepo_4 arasında gerçekleşir. Şarj yönetimi süreci sırasında LiFePO4, geleneksel lityum iyonlarından ayrılarak FePO4 oluşturabilir ve deşarj geliştirme süreci sırasında, FePO4'ü katıştırarak lityum iyonlarını artırarak LiFePO4 oluşturulabilir.

Pil şarj edildiğinde lityum iyonları, lityum demir fosfat kristalinden kristal yüzeyine hareket eder, elektrik alan kuvvetinin etkisi altında elektrolite girer, filmden geçer ve ardından elektrolit yoluyla grafit kristalinin yüzeyine hareket eder ve daha sonra Grafit kristal kafesine gömülü.

Öte yandan elektronik bilgi iletken üzerinden anotun alüminyum folyo toplayıcısına, pabucun kullandığı anot kutbuna, pilin kullandığı anot kutbuna, harici kontrol devresine, katoda, katot pabucuna ve bakır folyo toplayıcıya akar. pil katodu ve iletken aracılığıyla Çin grafit katotuna akar. Katodun yük dengesi. Lityum iyonu, lityum demir fosfattan ayrıştırıldığında, lityum demir fosfat, demir fosfata dönüştürülür. Pil boşaldığında, lityum iyonları siyah bağlantı kristalinden sıyrılır ve öğrenme elektrolitine girer. Daha sonra, membran aracılığıyla lityum demir fosfat kristalinin yüzeyine aktarılabilir ve daha sonra elektrolit çözeltisi analiz edilerek lityum demir fosfat kafesine gömülebilirler.

Aynı zamanda elektronlar iletken üzerinden katot bakır folyo toplayıcıya, akü katotuna, harici devreye, anoda, anottan akü anot alüminyum folyo toplayıcıya ve ardından iletken aracılığıyla lityum demir fosfat anoda akar. İki kutupsal yük dengelidir. Lityum iyonları bir demir fosfat kristaline yerleştirilebilir ve demir fosfat, lityum demir fosfata dönüştürülür.