天成盛(天津)科技有限公司

磷酸铁锂电池的工作机制

信息来源:www.tjtcs.com   2022-05-11 14:43:19

  磷酸铁锂电池是目前比较常用的一种叉车电池,为叉车工作提供了源源不断的动力,也是我国着力发展经济的经济环保系能源,随着人们对使用锂电池安全性认识的提高。磷酸铁锂电池将再度被关注。
    磷酸铁锂电池电池在充电时,正中的锂离子Li 通过聚合物隔膜向负迁移;在放电过程中,负中的锂离子Li 通过隔膜向正迁移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。
   1、电池充电时,Li 从磷酸铁锂晶体的010面迁移到晶体表面,在电场力的作用下,进入电解液,穿过隔膜,再经电解液迁移到石墨晶体的表面,然后嵌入石墨晶格中。与此同时,电子经导电体流向正的铝箔集电,经耳、电池柱、外电路、负柱、负耳流向负的铜箔集流体,再经导电体流到石墨负,使负的电荷达至平衡。锂离子从磷酸铁锂脱嵌后,磷酸铁锂转化成磷酸铁,其晶格结构变化如上图-2。
   2、电池放电时,Li 从石墨晶体中脱嵌出来,进入电解液,穿过隔膜,再经电解液迁移到磷酸铁锂晶体的表面,然后重新经010面嵌入到磷酸铁锂的晶格内。与此同时,电池经导电体流向负的铜箔集电,经耳、电池负柱、外电路、正柱、正耳流向电池正的铝箔集流体,再经导电体流到磷酸铁锂正,使正的电荷达至平衡。
   从磷酸铁锂电池的工作原理可知,磷酸铁锂电池的充放电过程需要锂离子和电子的共同参与,而且锂离子的迁移速度与电子的迁移速度要达至平衡。这就要求锂离子电池的正负电必须是离子和电子的混合导体,而且其离子导电能力和电子导电能力必须一致。但是,磷酸铁锂的导电性能很差。而石墨负的导电性虽然要好一些,但是要实现大倍率放电时,仍然需要改善负的导电性,使其的电子导电能力与锂离子从石墨中脱嵌的能力达至平衡。