Uma bateria de fosfato de ferro de lítio é um tipo de bateria de íons de lítio que usa fosfato de ferro de lítio (LIFEPO₄) como material de eletrodo positivo e carbono (geralmente grafite) como material de eletrodo negativo. A seguir, é apresentada uma introdução detalhada à bateria de fosfato de ferro de lítio:
I. Definição e estrutura
Definição: A bateria de fosfato de ferro de lítio é uma substância inorgânica, a fórmula química é LIFEPO4, onde Li+ representa o íon metálico de lítio, Fe representa o ferro, PO4²⁻ representa íon fosfato.
Estrutura. À esquerda da bateria está o pólo positivo do material da vida na estrutura da olivina. Está conectado ao pólo positivo da bateria por papel alumínio. À direita está o eletrodo negativo da bateria composto por carbono (grafite), que é conectado ao eletrodo negativo da bateria por folha de cobre. No meio, há um diafragma de polímero, que separa os eletrodos positivos e negativos, através dos quais os íons de lítio podem passar, mas os elétrons não podem. A bateria é preenchida com eletrólitos e fechada em um gabinete de metal.
Segundo, o princípio de trabalho
A reação de carga e descarga da bateria de fosfato de ferro de lítio é realizada entre as fases de vida e fepo.
Durante o processo de carregamento, parte dos íons de lítio no fosfato de ferro de lítio é removida, transferida para o eletrodo negativo através do eletrólito e incorporado no material de carbono negativo; Ao mesmo tempo, os elétrons são liberados do eletrodo positivo e atingem o eletrodo negativo do circuito externo para manter o equilíbrio da reação química.
Durante o processo de descarga, o auto-eletrodo de íons de lítio sai e atinge o eletrodo positivo através do eletrólito, enquanto o eletrodo negativo libera elétrons e atinge o eletrodo positivo do circuito externo para fornecer energia ao mundo exterior.
3. Características e vantagens
Densidade de energia: a bateria de fosfato de ferro de lítio tem uma alta densidade de energia, a tensão nominal do single é de 3,2V LIFEPO4 Battery e a tensão de corte de carregamento é de 3,6V ~ 3,65V. Nos últimos anos, com o progresso da tecnologia, sua densidade de energia continua aumentando e alguns excelentes fabricantes de baterias conseguiram atingir 175-180Wh/kg, ou até mais.
Desempenho de segurança: o material do cátodo da bateria de fosfato de ferro com lítio possui desempenho eletroquímico estável, uma plataforma estável de carregamento e descarga e a estrutura da bateria não mudará durante o processo de carregamento e descarga, portanto o desempenho da segurança é bom. A alta segurança pode ser mantida mesmo em condições especiais, como curto -circuito, sobrecarga, extrusão e agulhamento.
Vida de bicicleta: A vida útil das baterias de fosfato de ferro de lítio é longa e a vida útil do ciclo 1C é geralmente 2.000 vezes, ou mais de 3.500 vezes. Para o mercado de armazenamento de energia, é necessário alcançar mais de 4000-5000 vezes e garantir uma vida útil de 8 a 10 anos.
Outras vantagens: tensão operacional moderada, grande capacidade de energia por unidade de peso, potência de alta descarga, carregamento rápido, ampla faixa de temperatura de operação (incluindo bom desempenho de descarga de baixa temperatura e estabilidade de alta temperatura).
4. Campo de aplicação
Devido ao seu excelente desempenho, as baterias de fosfato de ferro de lítio são amplamente utilizadas em muitos campos, especialmente no campo de novos veículos de energia, como veículos elétricos, bicicletas elétricas, ferramentas elétricas e assim por diante. Além disso, também é amplamente utilizado em sistemas de armazenamento de energia, suprimentos portáteis de usina e outros campos.
5. Processo de síntese
O processo de síntese da bateria de lítio de fosfato de ferro foi basicamente melhorado, o que é dividido principalmente em método de fase sólida e método de fase líquida. Entre eles, o método de reação de fase sólida de alta temperatura é o mais comumente usado, e há pesquisadores que combinam o método de síntese de microondas no método de fase sólida com o método de síntese hidrotérmica no método da fase líquida, ou seja, o método hidrotérmico de microondas. Além disso, também inclui método biônico, método de secagem de resfriamento, método de secagem de emulsão, método de deposição a laser de pulso e assim por diante. Ao escolher o método de síntese apropriado, o produto com tamanho de partícula pequeno e bom desempenho de dispersão pode ser sintetizado, de modo a melhorar efetivamente o desempenho da bateria.
Em resumo, a bateria de fosfato de ferro de lítio é um tipo de bateria de íons de lítio com excelente desempenho e ampla aplicação. Com o progresso contínuo da tecnologia e a expansão contínua do mercado, suas perspectivas futuras de desenvolvimento são muito amplas.
