인산철리튬전지의 충방전 원리는 무엇인가요?

인산철리튬전지는 인산철리튬(LiFePO4)을 음극재로, 탄소를 음극재로 사용한 리튬이온 배터리이다. 단일 배터리의 정격 전압은 3.2V이며, 충전 차단 전압은 3.6V~3.65V입니다.

인산철리튬 배터리의 충전 과정에서 인산철리튬의 일부 리튬 이온이 빠져나와 전해질을 통해 양극으로 들어가 양극 탄소재료를 매립합니다. 동시에 전자는 양극에서 방출되어 외부 제어 회로에서 음극에 도달하여 화학 반응의 균형을 유지합니다. 방전 과정에서 리튬 이온은 자기력에 의해 빠져나와 전해질을 통해 양극에 도달하고, 음극에서 방출된 전자는 외부 회로를 통해 양극에 도달해 외부에 에너지를 공급한다.

인산철리튬전지의 개발은 전압이 높고, 에너지 밀도가 높으며, 사이클 수명이 길고, 안전 기술 성능이 우수하며, 자체 방전율이 낮고, 메모리가 없는 등의 장점을 가지고 있습니다.

lifepo4의 결정 구조에서는 산소 원자가 6개의 문자로 촘촘하게 배열되어 있습니다. PO43 사면체와 FeO6 팔면체는 결정의 공간 구조 골격을 형성합니다. Li와 Fe는 이들 팔면체의 간격을 차지하고, P는 간격을 통해 사면체를 차지하고, Fe는 팔면체와 공통된 각 위치를 차지하고, Li는 각 팔면체의 공변 위치를 차지합니다. Feo6의 팔면체는 결정의 bc면에서 연결되고, lio6의 팔면체는 b축에서 사슬구조로 연결된다. FeO6 팔면체 1개, LiO6 팔면체 2개, PO43 사면체 1개. FeO6의 전체 팔면체 네트워크는 불연속적이므로 전자 전도성을 형성할 수 없습니다. 반면, PO43 사면체 제한 격자의 부피는 지속적으로 변하며 이는 Li 제거 및 전자 확산에 영향을 미치므로 LiFePO4 양극 재료의 전자 전도도 및 이온 확산 활용 효율이 매우 낮습니다.

인산철리튬 배터리는 높은 이론 용량(약 170mAh/g)과 3.4V의 방전 플랫폼을 갖추고 있습니다. Li는 양극과 양극 사이를 오가며 충전과 방전을 하게 됩니다. 충전하는 동안 산화기술 반응이 일어나며 Li가 양극에서 빠져나온다. 음극에 내장된 전해질을 분석하면 철이 Fe2에서 Fe3으로 바뀌고 화학적 산화계 반응이 일어납니다.

인산철리튬전지의 충전방전 반응은 lifepo_4와 fepo_4 사이에서 일어난다. 충전 관리 과정에서 LiFePO4는 기존의 리튬 이온에서 벗어나 FePO4를 형성할 수 있고, 방전 현상 과정에서는 FePO4를 내장해 리튬 이온을 늘려 LiFePO4를 형성할 수 있다.

배터리가 충전되면 리튬 이온은 인산철리튬 결정에서 결정 표면으로 이동하고 전계력의 영향으로 전해질에 들어가 필름을 통과한 다음 전해질을 통해 흑연 결정 표면으로 이동한 다음, 흑연 결정 격자에 내장되어 있습니다.

한편, 전자 정보는 도체를 거쳐 배터리의 러그, 양극, 외부 제어 회로, 음극, 음극 러그 및 동박 콜렉터를 거쳐 양극의 알루미늄 호일 콜렉터로 흐른다. 배터리 음극은 도체를 통해 중국 흑연 음극으로 흐릅니다. 음극의 전하 균형. 인산철리튬에서 리튬이온이 탈상되면 인산철리튬이 인산철로 전환된다. 배터리가 방전되면 리튬 이온이 검은색 접합 결정에서 벗겨져 학습 전해질로 들어갑니다. 그런 다음 막을 통해 인산철리튬 결정의 표면으로 이동한 다음, 전해액을 분석하여 인산철리튬의 격자에 매립될 수 있습니다.

동시에, 전자는 도체를 통해 음극 구리 호일 수집기로, 배터리 음극, 외부 회로, 양극, 양극으로 배터리 양극 알루미늄 호일 수집기로 흐른 다음 도체를 통해 인산철리튬 양극으로 흐릅니다. 두 극성 전하는 균형을 이룹니다. 리튬 이온은 인산철 결정에 삽입될 수 있으며, 인산철은 인산철리튬으로 전환됩니다.