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(dǎo)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(dǎo)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(zhuǎn)化成磷酸鐵，其晶格結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(dǎo)電體流到磷酸鐵鋰正極，使正極的電荷達至平衡。

 

從磷酸鐵鋰電池的工作原理可知，磷酸鐵鋰電池的充放電過程需要鋰離子和電子的共同參與，而且鋰離子的遷移速度與電子的遷移速度要達至平衡。這就要求鋰離子電池的正負電極必須是離子和電子的混合導(dǎo)體，而且其離子導(dǎo)電能力和電子導(dǎo)電能力必須一致。但是眾所周知，磷酸鐵鋰的導(dǎo)電性能很差。而石墨負極的導(dǎo)電性雖然要好一些，但是要實現(xiàn)大倍率放電時，仍然需要改善負極的導(dǎo)電性，使其的電子導(dǎo)電能力與鋰離子從石墨中脫嵌的能力達至平衡。

 

為了解決磷酸鐵鋰電池正負極的導(dǎo)電問題，1、必須在電池的正負極中加入導(dǎo)電劑，使之在電池的活性材料中形成如圖－３模型和圖－４的電鏡照片所示的有效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。2、如果將電池的離子傳導(dǎo)能力設(shè)為I，電子傳導(dǎo)能力設(shè)為E，則理論上I=E；3、為了保證電池在充電和放電過程中，電荷保持動態(tài)平衡：I正極=I電解液=I隔膜=I電解液=I負極，E正極=E正極集流體=E極耳=E正極柱=E外電路=E負極柱=E負極耳=E負極集流體=E負極。（這三個等式實際上是鋰離子動力電池設(shè)計的重要原則，但是，在實際設(shè)計過程中和實際生產(chǎn)過程中，如何實現(xiàn)上述三個等式，還需要設(shè)計一系列的實驗來進行驗證，建立數(shù)學(xué)模型或者建立經(jīng)驗公式，然后通過這些模型或者公式來進行鋰離子電池的設(shè)計）

磷酸鐵鋰動力電池八大優(yōu)勢: 一、 超長壽命，長壽命鉛酸電池的循環(huán)壽命在300次左右，最高也就500次，而山東海霸能源集團有限公司生產(chǎn)的磷酸鐵鋰動力電池，循環(huán)壽命達到2000次以上，標(biāo)準(zhǔn)充電（5小時率）使用，可達到2000次。同質(zhì)量的鉛酸電池是“新半年、舊半年、維護維護又半年”，最多也就1—1.5年時間，而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用，將達到７－８年。綜合考慮，性能價格比將為鉛酸電池的4倍以上。二、 使用安全，磷酸鐵鋰完全解決了鈷酸鋰和錳酸鋰的安全隱患問題，鈷酸鋰和錳酸鋰在強烈的碰撞下會產(chǎn)生爆炸對消費者的生命安全構(gòu)成威脅，而磷酸鐵鋰以經(jīng)過嚴(yán)格的安全測試即使在最惡劣的交通事故中也不會產(chǎn)生爆炸。三、 可大電流2C快速充放電，在專用充電器下，1.5C充電40分鐘內(nèi)即可使電池充滿，起動電流可達2C,而鉛酸電池現(xiàn)在無此性能。四、 耐高溫，磷酸鐵鋰電熱峰值可達350℃—500℃而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。五、 大容量。六、 無記憶效應(yīng)。七、 體積小、重量輕 。八、 綠色環(huán)保。