磷酸鐵鋰電池結構和工作原理
來源：寶鄂實業(yè)
2019-09-06 08:39
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磷酸鐵鋰電池工作原理
上邊是橄欖石（olivine）結構的LiFePO4作為電池的正極，由鋁箔（aluminium foil）與電池正極連接，左邊是聚合物（polymer）的隔膜（diaphragm），它把正極與負極隔開，但鋰離子Li 可以通過而電子e-不能通過，右邊是由碳（carbon）（石墨graphite）組成的電池負極，由銅箔（copper foil）與電池的負極連接。電池的上下端之間是電池的電解質（electrolyte），電池由金屬外殼密閉封裝。
LiFePO4電池在充電時，正極中的鋰離子Li 通過聚合物隔膜向負極遷移;在放電過程中，負極中的鋰離子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來回遷移而命名的。
1、電池充電時，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，進入電解液，穿過隔膜，再經(jīng)電解液遷移到石墨晶體的表面，然后嵌入石墨晶格中。與此同時，電子經(jīng)導電體流向正極的鋁箔集電極，經(jīng)極耳、電池極柱、外電路、負極極柱、負極耳流向負極的銅箔集流體，再經(jīng)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，其晶格結構變化如上圖-2。
2、電池放電時，Li 從石墨晶體中脫嵌出來，進入電解液，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)。與此同時，電池經(jīng)導電體流向負極的銅箔集電極，經(jīng)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(jīng)導電體流到磷酸鐵鋰正極，使正極的電荷達至平衡。
