梯次磷酸鐵鋰電池的基本結(jié)構(gòu)以及工作原理介紹
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-08-20 16:47
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梯次磷酸鐵鋰電池的基本結(jié)構(gòu)
磷酸鐵鋰電池由正、負(fù)極板(正極活性物質(zhì)為磷酸鐵鋰,負(fù)極活性物質(zhì)為石墨)、隔膜、電解質(zhì)、極耳和鋁塑膜外殼組成。正負(fù)極板是電化學(xué)反應(yīng)的區(qū)域,隔膜、電解質(zhì)提供Li+的傳輸通道,通過化成等工藝處理后電池極板表面會(huì)形成一層致密的SEI膜(也叫固體電解質(zhì)界面膜),極耳起到引導(dǎo)電流的作用。正極活性物質(zhì)是磷酸鐵鋰,為橄欖石結(jié)構(gòu),其空間和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖7所示。
磷酸鐵鋰與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑以一定的比例混合,涂覆在鋁箔上構(gòu)成正極,負(fù)極活性物質(zhì)通常是石墨類材料,通過粘結(jié)劑附著在銅箔上。正負(fù)極之間用聚乙烯隔膜(或者是聚丙烯和聚乙烯復(fù)合隔膜)隔開,防止電池短路。隔膜是一種多孔結(jié)構(gòu)的薄膜,充放電過程中Li+可以通過其孔隙,而電子e-不能通過。電池的電解液是六氟磷酸鋰有機(jī)溶劑。
梯次磷酸鐵鋰電池的工作原理
電池充電時(shí),Li+從磷酸鐵鋰材料中遷移到晶體表面,從正極板材料中脫出,在電場(chǎng)力的作用下,進(jìn)入電解液,穿過隔膜,再經(jīng)電解液遷移到負(fù)極石墨晶體的表面,然后嵌入負(fù)極層狀石墨材料中。與此同時(shí),電子流通過正極的鋁箔,經(jīng)極耳、電池極柱、負(fù)載、負(fù)極極柱、負(fù)極耳流向負(fù)極的銅箔電極,再經(jīng)導(dǎo)電體流到石墨負(fù)極,使電荷達(dá)至平衡。
電池放電時(shí),Li+從層狀石墨晶體中脫嵌,進(jìn)入電解液,穿過隔膜,再經(jīng)電解質(zhì)遷移到磷酸鐵鋰晶體的表面,然后重新嵌入到磷酸鐵鋰的材料中。與此同時(shí),電子經(jīng)導(dǎo)電體流向負(fù)極的銅箔電極,經(jīng)極耳、電池負(fù)極柱、負(fù)載、正極極柱、正極極耳流向電池正極的鋁箔電極,再經(jīng)導(dǎo)電體流到磷酸鐵鋰正極,使電荷達(dá)至平衡。
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