Litij -željezni fosfat baterija je vrsta litij -ionske baterije koja koristi litij željezo fosfat (LifePO₄) kao pozitivni elektrodni materijal i ugljik (obično grafit) kao negativni materijal elektroda. Slijedi detaljan uvod u litij -željezni fosfat bateriju:
I. Definicija i struktura
Definicija: Litijevo željezo fosfatna baterija je anorganska tvar, kemijska formula je LifePO4, gdje Li+ predstavlja metalni litijev ion, Fe predstavlja željezo, po4²⁻ predstavlja fosfatni ion.
Struktura. Lijevo od baterije nalazi se pozitivan pol Lifepo₄ materijala u strukturi olivina. Povezana je na pozitivni stup baterije aluminijskom folijom. S desne strane je negativna elektroda baterije sačinjene od ugljika (grafita), koja je s negativnom elektrodom baterije povezana bakrenom folijom. U sredini je polimerna dijafragma, koja razdvaja pozitivne i negativne elektrode, kroz koje litijevi ioni mogu proći, ali elektroni ne mogu. Baterija je napunjena elektrolitima i zatvorena u metalnom kućištu.
Drugo, princip rada
Reakcija naboja i pražnjenja litij -željeznog fosfatnog baterije provodi se između faza LifePO₄ i FEPO₄.
Tijekom postupka punjenja, dio litijevih iona u litij željeznom fosfatu uklanja se, prenosi u negativnu elektrodu kroz elektrolit i ugrađen u negativni ugljični materijal; Istodobno, elektroni se oslobađaju iz pozitivne elektrode i dostižu negativnu elektrodu iz vanjskog kruga kako bi se održala ravnoteža kemijske reakcije.
Tijekom postupka pražnjenja, samoelektroda litij iona izlazi i doseže pozitivnu elektrodu kroz elektrolit, dok negativna elektroda oslobađa elektrone i dostiže pozitivnu elektrodu iz vanjskog kruga kako bi osigurala energiju vanjskom svijetu.
3. Karakteristike i prednosti
Gustoća energije: baterija litij-željeznog fosfata ima visoku gustoću energije, nazivni napon pojedinačnog je 3,2 V LifePO4 baterija, a napon za prekid punjenja je 3,6V ~ 3,65V. Posljednjih godina, s napretkom tehnologije, njegova gustoća energije i dalje se povećava, a neki izvrsni proizvođači baterija uspjeli su postići 175-180WH/kg, ili čak i više.
Sigurnosni performanse: Katodni materijal litij -željeznog fosfata ima stabilne elektrokemijske performanse, stabilnu platformu za punjenje i pražnjenje, a struktura baterije neće se mijenjati tijekom postupka punjenja i ispuštanja, tako da su sigurnosne performanse dobre. Visoka sigurnost može se održavati čak i u posebnim uvjetima kao što su kratki spoj, prekomjerna naplata, ekstruzija i igla.
Život ciklusa: Život ciklusa litij željeznog fosfatnih baterija je dug, a trajanje 1C ciklusa je uglavnom 2.000 puta, ili čak više od 3.500 puta. Za tržište skladištenja energije potrebno je dostići više od 4000-5000 puta i osigurati radni vijek trajanja od 8-10 godina.
Ostale prednosti: Umjereni radni napon, veliki kapacitet snage po jedinici težine, visoka snaga pražnjenja, brzo punjenje, širok raspon radne temperature (uključujući dobre performanse pražnjenja niske temperature i stabilnost visoke temperature).
4. Polje za prijavu
Zbog izvrsnih performansi, baterije litij željeznog fosfata naširoko se koriste u mnogim poljima, posebno na području novih energetskih vozila, poput električnih vozila, električnih bicikala, električnih alata i tako dalje. Pored toga, široko se koristi i u sustavima za pohranu energije, prijenosnim zalihama elektrane i drugim poljima.
5. Proces sinteze
Proces sinteze litij -fosfat litij -fosfata litij u osnovi je poboljšan, koji je uglavnom podijeljen na metodu čvrste faze i metodu tekuće faze. Među njima je najčešće korištena metoda reakcije visoke temperature čvrste faze, a postoje istraživači koji kombiniraju metodu sinteze mikrovalne pećnice u metodi čvrste faze s metodom hidrotermalne sinteze u metodi tekuće faze, to jest mikrovalna hidrotermalna metoda. Osim toga, uključuje i bioničku metodu, metodu sušenja hlađenja, metodu sušenja emulzije, metodu taloženja lasera i tako dalje. Odabirom odgovarajuće metode sinteze može se sintetizirati proizvod s malim veličinom čestica i dobrim disperzijskim performansama kako bi se učinkovito poboljšao performanse baterije.
Ukratko, baterija litij željeznog fosfata vrsta je litij-ionske baterije s izvrsnim performansama i širokom nanošenjem. Uz kontinuirani napredak tehnologije i kontinuirano širenje tržišta, njegovi budući izgledi za razvoj su vrlo široki.
