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磷酸鐵鋰電池充放電原理是什么

磷酸鐵鋰電池充放電原理是什么

磷酸鐵鋰電池是一種使用磷酸鐵鋰(LiFePO4)作為正極材料,碳作為負極材料的鋰離子電池,單體額定電壓為3.2V,充電截止電壓為3.6V~3.65V。

充電過程中,磷酸鐵鋰中的部分鋰離子脫出,經電解質傳遞到負極,嵌入負極碳材料;同時從正極釋放出電子,自外電路到達負極,維持化學反應的平衡。
放電過程中,鋰離子自負極脫出,經電解質到達正極,同時負極釋放電子,自外電路到達正極,為外界提供能量。
磷酸鐵鋰電池的充放電反應是在LiFePO4和FePO4兩相之間進行,在充電過程中,LiFePO4逐漸脫離出鋰離子形成FePO4,在放電過程中,鋰離子嵌入FePO4形成LiFePO4。
電池充電時,鋰離子從磷酸鐵鋰晶體遷移到晶體表面,在電場力的作用下,進入電解液,然后穿過隔膜,再經電解液遷移到石墨晶體的表面,而后嵌入石墨晶格中。
與此同時,電子經導電體流向正極的鋁箔集電極,經極耳、電池正極柱、外電路、負極極柱、負極極耳流向電池負極的銅箔集流體,再經導電體流到石墨負極,使負極的電荷達至平衡。鋰離子從磷酸鐵鋰脫嵌后,磷酸鐵鋰轉化成磷酸鐵。
電池放電時,鋰離子從石墨晶體中脫嵌出來,進入電解液,然后穿過隔膜,經電解液遷移到磷酸鐵鋰晶體的表面,然后重新嵌入到磷酸鐵鋰的晶格內。
與此同時,電子經導電體流向負極的銅箔集電極,經極耳、電池負極柱、外電路、正極極柱、正極極耳流向電池正極的鋁箔集流體,再經導電體流到磷酸鐵鋰正極,使正極的電荷達至平衡。鋰離子嵌入到磷酸鐵晶體后,磷酸鐵轉化為磷酸鐵鋰。

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