磷酸鐵鋰電池工作原理和化學(xué)反應(yīng)方程式
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-04 05:44
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鋰離子電池的正極是含金屬鋰的化合物，一般為鋰鐵磷酸鹽(如磷酸鐵鋰LiFePO4、磷酸鈷鋰LiCoO2等)，負(fù)極是石墨或炭(一般多用石墨)，正負(fù)極之間使用有機(jī)溶劑作為電解質(zhì)。在對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)，正極上分解生成鋰離子，鋰離子通過電解質(zhì)進(jìn)入電池負(fù)極，嵌入負(fù)極碳層的微孔中。
磷酸鐵鋰電池組化學(xué)反應(yīng)方程式
正極反應(yīng)：LiFePO4?Li1-xFePO4+xLi++xe-；
負(fù)極反應(yīng)：xLi++xe-+6C?LixC6；
總反應(yīng)式：LiFePO4+6xC?Li1-xFePO4+LixC6。
磷酸鐵鋰電池的工作原理
磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。
磷酸鐵鋰電池在充電時(shí)，正極中的鋰離子Li+通過聚合物隔膜向負(fù)極遷移；在放電過程中，負(fù)極中的鋰離子Li+通過隔膜向正極遷移。鋰離子電池就是因鋰離子在充放電時(shí)來回遷移而命名的。
磷酸鐵鋰電池充電時(shí)，Li+從磷酸鐵鋰晶體的010面遷移到晶體表面，在電場力的作用下，進(jìn)入電解液，穿過隔膜，再經(jīng)電解遷移到石墨烯的表面，然后嵌入石墨烯晶格中，與此同時(shí)，電子經(jīng)導(dǎo)電體流向正極的鋁箔電極，經(jīng)極耳、電池極柱、外電路、負(fù)極極柱、負(fù)極耳流向負(fù)極的銅箔集流體，再經(jīng)導(dǎo)電體到石墨負(fù)極，是負(fù)極的電荷達(dá)至平衡，鋰離子從磷酸鐵鋰脫嵌后，磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)化成磷酸鐵。
磷酸鐵鋰電池放電時(shí)，Li+從石墨晶體中脫嵌出來，進(jìn)入電解液，穿過隔膜，再經(jīng)電解液遷移到磷酸鐵鋰晶體的表面，然后重新經(jīng)010面嵌入到磷酸鐵鋰的晶格內(nèi)。同時(shí)，電池經(jīng)導(dǎo)電體流向負(fù)極的銅箔集電極，經(jīng)極耳、電池負(fù)極柱、外電路、正極極柱、正極耳流向正極的銅箔集流體，再經(jīng)導(dǎo)電體到磷酸鐵鋰正極，使正極的電荷達(dá)到平衡狀態(tài)。
