Baterie lithium železa fosfát je typ lithium -iontové baterie, která používá jako negativní materiál elektrody lithium železa (LifePo₄) jako pozitivní materiál elektrody a uhlík (obvykle grafit). Následuje podrobný úvod do baterie fosfátů lithia:
I. Definice a struktura
Definice: Baterie lithium železa je anorganická látka, chemický vzorec je LifePo4, kde Li+ představuje kovový lithium ion, Fe představuje železo, Po4²⁻ představuje fosfátový ion.
Struktura. Vlevo od baterie je kladný pól materiálu Lifepo₄ ve struktuře olivinu. Je připojen k pozitivnímu pólu baterie hliníkovou fólií. Napravo je negativní elektroda baterie složená z uhlíku (grafit), která je připojena k negativní elektrodě baterie měděnou fólií. Uprostřed je polymerní membrána, která odděluje pozitivní a negativní elektrody, skrze které mohou projít lithiové ionty, ale elektrony nemohou. Baterie je naplněna elektrolyty a uzavřena v kovovém krytu.
Za druhé, pracovní princip
Mezi fázemi LifeP₄ a Fepo₄ se provádí reakce nabití a vypouštění baterie lithiového železa.
Během procesu nabíjení se odstraní část lithiových iontů v lithiovém fosfátu, přenesena do negativní elektrody elektrolytem a zabudována do negativního uhlíkového materiálu; Současně jsou elektrony uvolňovány z kladné elektrody a dosahují záporné elektrody z vnějšího obvodu, aby se zachovala rovnováha chemické reakce.
Během procesu vypouštění opouští lithium-iontovou elektrodu a dosahuje pozitivní elektrody elektrolytem, zatímco záporná elektroda uvolňuje elektrony a dosahuje pozitivní elektrody z vnějšího obvodu, aby poskytla energii pro vnější svět.
3. Charakteristiky a výhody
Hustota energie: Baterie lithia železa fosfátová má vysokou hustotu energie, jmenovité napětí singlu je 3,2 V LifePO4 baterie a nabité odřízkové napětí je 3,6 V ~ 3,65 V. V posledních letech se s postupem technologie neustále zvyšuje jeho hustota energie a někteří vynikající výrobci baterií byli schopni dosáhnout 175-180WH/kg nebo dokonce vyšší.
Bezpečnostní výkon: Katodový materiál baterie lithiového železa má stabilní elektrochemický výkon, stabilní platformu nabíjení a vypouštění a struktura baterie se během procesu nabíjení a vypouštění nezmění, takže bezpečnostní výkon je dobrý. Vysokou bezpečnost lze udržovat i za zvláštních podmínek, jako je zkrat, přehnaná, vytlačování a jehla.
Životnost cyklu: Životnost cyklu lithiového železa je dlouhá a životnost 1C je obecně 2 000krát, nebo dokonce více než 3 500krát. Pro trh s skladováním energie je nutné dosáhnout více než 4000-5000krát a zajistit životnost 8-10 let.
Další výhody: Mírné provozní napětí, velká výkonová kapacita na jednotku hmotnosti, vysoký výbojový výkon, rychlé nabíjení, široký rozsah provozních teplot (včetně dobrého výkonu nízké teploty a stability vysoké teploty).
4. Pole aplikace
Díky svému vynikajícímu výkonu se baterie lithium železných fosfátů široce používají v mnoha polích, zejména v oblasti nových energetických vozidel, jako jsou elektrická vozidla, elektrická kola, elektrické nářadí atd. Kromě toho se také široce používá v systémech skladování energie, přenosných dodávek elektrárny a dalších polích.
5. Proces syntézy
Proces syntézy lithiové lithiové fosfátové lithiové baterie se v zásadě zlepšil, která je hlavně rozdělena do metody pevné fáze a metody kapalné fáze. Mezi nimi je nejčastěji používána metoda reakce na pevné fázi s vysokou teplotou a existují vědci, kteří kombinují metodu syntézy mikrovlny v metodě pevné fáze s metodou hydrotermální syntézy v metodě kapalné fáze, tj. Mikrovlnnou hydrotermální metodou. Kromě toho také zahrnuje bionickou metodu, metodu sušení chlazení, metodu sušení emulze, metodu depozice pulzního laseru atd. Výběrem vhodné metody syntézy lze syntetizovat produkt s malou velikostí částic a dobrý disperzní výkon, aby se účinně zlepšilo výkon baterie.
Stručně řečeno, baterie lithium železa je druhem lithium-iontové baterie s vynikajícím výkonem a širokou aplikací. S neustálým vývojem technologie a nepřetržitým rozšiřováním trhu jsou jeho budoucí vyhlídky na rozvoj velmi široké.
