Et lithiumjernphosphatbatteri er en type lithiumionbatteri, der bruger lithiumjernphosphat (LIFEPO₄) som det positive elektrodemateriale og carbon (normalt grafit) som det negative elektrodemateriale. Følgende er en detaljeret introduktion til lithiumjernfosfatbatteriet:
I. Definition og struktur
Definition: Lithiumjernphosphatbatteri er et uorganisk stof, den kemiske formel er LifePO4, hvor Li+ repræsenterer metal lithiumion, Fe repræsenterer jern, PO4²⁻ repræsenterer fosfation.
Struktur. Til venstre for batteriet er Lifepo₄ -materialets positive pol i olivinstruktur. Det er forbundet til batteriets positive pol ved aluminiumsfolie. Til højre er den negative elektrode af batteriet sammensat af carbon (grafit), som er forbundet til den negative elektrode af batteriet ved kobberfolie. I midten er en polymermembran, der adskiller de positive og negative elektroder, gennem hvilke lithiumioner kan passere, men elektroner kan ikke. Batteriet er fyldt med elektrolytter og lukket i en metalindkapsling.
For det andet arbejdsprincippet
Opladnings- og udladningsreaktionen af lithiumjernphosphatbatteriet udføres mellem LifePo₄ og Fepo₄ -faserne.
Under opladningsprocessen overføres en del af lithiumionerne i lithiumjernphosphatet, overføres til den negative elektrode gennem elektrolytten og indlejres i det negative kulstofmateriale; På samme tid frigøres elektroner fra den positive elektrode og når den negative elektrode fra det ydre kredsløb for at opretholde balancen i den kemiske reaktion.
Under udladningsprocessen udgår lithiumion-selvelektroden og når den positive elektrode gennem elektrolytten, mens den negative elektrode frigiver elektroner og når den positive elektrode fra det ydre kredsløb for at tilvejebringe energi til omverdenen.
3. Egenskaber og fordele
Energitæthed: Lithium Iron Phosphate-batteri har en høj energitæthed, den nominelle spænding på singlen er 3,2V LifePO4-batteri, og opladningsafskæringsspændingen er 3,6V ~ 3,65V. I de senere år, med teknologiens fremskridt, fortsætter dens energitæthed med at stige, og nogle fremragende batteriproducenter har været i stand til at opnå 175-180Wh/kg eller endda højere.
Sikkerhedsydelse: Katodematerialet i lithiumjernfosfatbatteri har stabil elektrokemisk ydeevne, en stabil opladnings- og udledningsplatform, og batteriets struktur ændres ikke under opladnings- og afladningsprocessen, så sikkerhedsydelsen er god. Høj sikkerhed kan opretholdes, selv under særlige forhold, såsom kortslutning, overopladning, ekstrudering og nåle.
Cyklusliv: Cykluslivet af lithiumjernfosfatbatterier er lang, og 1C -cykluslivet er generelt 2.000 gange eller endda mere end 3.500 gange. For energilagringsmarkedet kræves det at nå mere end 4000-5000 gange og sikre en levetid på 8-10 år.
Andre fordele: Moderat driftsspænding, stor effektkapacitet pr. Enhedsvægt, høj udladningseffekt, hurtig opladning, bred driftstemperaturområde (inklusive god lav temperaturudladningsydelse og høj temperaturstabilitet).
4. Applikationsfelt
På grund af dens fremragende ydelse bruges lithiumjernphosphatbatterier vidt udbredt på mange felter, især inden for nye energikøretøjer, såsom elektriske køretøjer, elektriske cykler, elværktøj og så videre. Derudover er det også vidt brugt i energilagringssystemer, bærbare kraftstationsforsyninger og andre felter.
5. Synteseproces
Synteseprocessen for lithiumjernphosphat -lithiumbatteri er dybest set forbedret, hvilket hovedsageligt er opdelt i fast fasemetode og flydende fase -metode. Blandt dem er den høje temperaturfase -reaktionsmetode den mest anvendte, og der er forskere, der kombinerer mikrobølgesyntesemetoden i den faste fase -metode med den hydrotermiske syntesemetode i flydende fase -metoden, det vil sige mikrobølgehydrotermisk metode. Derudover inkluderer den også bionisk metode, køletørringsmetode, emulsionstørringsmetode, pulslaseraflejringsmetode og så videre. Ved at vælge den passende syntesemetode kan produktet med lille partikelstørrelse og god spredningsydelse syntetiseres for effektivt at forbedre batteriets ydelse.
Sammenfattende er lithiumjernphosphatbatteri et slags lithium-ion-batteri med fremragende ydelse og bred anvendelse. Med den kontinuerlige udvikling af teknologi og den kontinuerlige udvidelse af markedet er dens fremtidige udviklingsmuligheder meget brede.
