Ett litiumjärnfosfatbatteri är en typ av litiumjonbatteri som använder litiumjärnfosfat (LifePo₄) som det positiva elektrodmaterialet och kolet (vanligtvis grafit) som det negativa elektrodmaterialet. Följande är en detaljerad introduktion till litiumjärnfosfatbatteriet:
I. Definition och struktur
Definition: Litiumjärnfosfatbatteri är ett oorganiskt ämne, den kemiska formeln är LifePO4, där Li+ representerar metall litiumjon, Fe representerar järn, PO4²⁻ representerar fosfatjon.
Strukturera. Till vänster om batteriet är den positiva polen för livsmaterialet i olivinstrukturen. Den är ansluten till batteriets positiva pol med aluminiumfolie. Till höger är den negativa elektroden för batteriet som består av kol (grafit), som är ansluten till batteriets negativa elektrod med kopparfolie. I mitten är ett polymermembran, som skiljer de positiva och negativa elektroderna, genom vilka litiumjoner kan passera men elektroner kan inte. Batteriet är fyllt med elektrolyter och inneslutna i en metallhölje.
För det andra arbetsprincipen
Laddnings- och urladdningsreaktionen för litiumjärnfosfatbatteriet utförs mellan faserna LifePo₄ och Fepo₄.
Under laddningsprocessen avlägsnas en del av litiumjonerna i litiumjärnfosfatet, överförs till den negativa elektroden genom elektrolyten och inbäddas i det negativa kolmaterialet; Samtidigt frisätts elektroner från den positiva elektroden och når den negativa elektroden från den yttre kretsen för att bibehålla balansen i den kemiska reaktionen.
Under urladdningsprocessen går litiumjonens självelektrod ut och når den positiva elektroden genom elektrolyten, medan den negativa elektroden frigör elektroner och når den positiva elektroden från den yttre kretsen för att ge energi för omvärlden.
3. Egenskaper och fördelar
Energitäthet: Litiumjärnfosfatbatteri har en hög energitäthet, den nominella spänningen för enstaka är 3,2V LifePO4-batteri och laddningsavstängningsspänningen är 3,6V ~ 3,65V. Under de senaste åren, med teknikens framsteg, fortsätter dess energitäthet att öka, och vissa utmärkta batteritillverkare har kunnat uppnå 175-180Wh/kg, eller ännu högre.
Säkerhetsprestanda: Katodmaterialet för litiumjärnfosfatbatteri har stabil elektrokemisk prestanda, en stabil laddnings- och urladdningsplattform, och strukturen för batteriet kommer inte att förändras under laddnings- och urladdningsprocessen, så säkerhetsprestanda är bra. Hög säkerhet kan upprätthållas även under speciella förhållanden som kortslutning, överladdning, extrudering och nålning.
Cykellivsliv: Cykellivet för litiumjärnfosfatbatterier är lång, och 1C -cykellivslängden är i allmänhet 2000 gånger, eller till och med mer än 3 500 gånger. För energilagringsmarknaden krävs det att nå mer än 4000-5000 gånger och säkerställa en livslängd på 8-10 år.
Andra fördelar: måttlig driftsspänning, stor effektkapacitet per enhetsvikt, hög urladdningseffekt, snabb laddning, brett driftstemperaturintervall (inklusive bra låga temperaturutsläppsprestanda och hög temperaturstabilitet).
4. Applikationsfält
På grund av dess utmärkta prestanda används litiumjärnfosfatbatterier ofta inom många fält, särskilt inom området nya energifordon, såsom elektriska fordon, elektriska cyklar, elverktyg och så vidare. Dessutom används det också i stor utsträckning i energilagringssystem, bärbara kraftverk och andra fält.
5. Syntesprocess
Syntesprocessen för litiumjärnfosfat litiumbatteri har i princip förbättrats, vilket huvudsakligen är uppdelat i fast fasmetod och vätskefasmetod. Bland dem är metoden för hög temperatur fast fasreaktion den vanligaste, och det finns forskare som kombinerar mikrovågsyntesmetoden i metoden för fast fas med den hydrotermiska syntesmetoden i vätskefasmetoden, det vill säga mikrovågs hydrotermmetoden. Dessutom inkluderar den också bionisk metod, kyltorkningsmetod, emulsionstorkningsmetod, pulslaseravlagringsmetod och så vidare. Genom att välja lämplig syntesmetod kan produkten med liten partikelstorlek och god dispersionsprestanda syntetiseras för att effektivt förbättra batteriets prestanda.
Sammanfattningsvis är litiumjärnfosfatbatteri ett slags litiumjonbatteri med utmärkt prestanda och bred applicering. Med teknikens kontinuerliga framsteg och den kontinuerliga utvidgningen av marknaden är dess framtida utvecklingsutsikter mycket breda.
