Cad é prionsabal muirir agus urscaoilte ceallraí fosfáit iarainn litiam?

Is ceallraí ian litiam é ceallraí fosfáit iarainn litiam le fosfáit iarainn litiam (LiFePO4) mar an t-ábhar leictreoid diúltach agus carbóin mar an t-ábhar leictreoid diúltach. Is é 3.2V voltas rátáil na ceallraí aonair, agus is é 3.6V~3.65V an voltas scoite luchtaithe

Le linn an phróisis muirir ceallraí fosfáit iarainn litiam, éalaíonn roinnt hiain litiam fosfáit iarainn litiam agus cuir isteach an catóide tríd an leictrilít chun an t-ábhar carbóin catóide a leabú. Ag an am céanna, scaoiltear leictreoin ón anóid chun an catóide a bhaint amach ón gciorcad rialaithe seachtrach chun cothromaíocht imoibriú ceimiceach a choinneáil. Sa phróiseas urscaoilte, éalaíonn hiain litiam trí fhórsa maighnéadach agus sroicheann siad an anóid trí leictrilít, agus sroicheann leictreoin a scaoiltear ón gcatóid an anóid trí chiorcaid sheachtracha chun fuinneamh a sholáthar don taobh amuigh.

Tá na buntáistí a bhaineann le forbairt ceallraí fosfáit iarainn litiam ardvoltais, dlús ardfhuinnimh, saolré timthriall fada, dea-fheidhmíocht theicniúil sábháilteachta, ráta íseal urscaoilte féin, gan aon chuimhne agus mar sin de.

I struchtúr criostail lifepo4, tá adaimh ocsaigine eagraithe go dlúth i sé litir. Cruthaíonn teitrihéadrán PO43 agus octahedron FeO6 creatlach de chriostail sa struchtúr spásúil. Áitíonn Li agus Fe bearnaí na n-octahedron seo, áitíonn P an teitrihéadrán tríd an mbearna, áit a bhfuil Fe sa chomhshuíomh uilleach le hochtahedron, agus áitíonn Li suíomh comhathraithe gach ochtahedron. Tá octahedrons Feo6 ceangailte ar phlána bc an chriostail, agus tá na hochtahedrons de lio6 ar an b-ais ceangailte ag struchtúr slabhra. Ochtahedron amháin FeO6, dhá octahedron LiO6 agus teitrihéadrán PO43 amháin. Tá líonra iomlán octahedral FeO6 neamhleanúnach, mar sin ní féidir leis seoltacht leictreonach a fhoirmiú. Ar an láimh eile, athraíonn líon na laitíse srianta tetrahedron PO43 de shíor, rud a chuireann isteach ar ablation Li agus idirleathadh leictreonach, rud a fhágann go n-eascraíonn leibhéal seoltacht leictreonach an-íseal agus éifeachtacht úsáide idirleathadh ian na n-ábhar catóide LiFePO4.

Tá cumas teoiriciúil ard (thart ar 170mAh / g) ag ceallraí fosfáit iarainn litiam agus ardán urscaoilte 3.4V. Sreabhann Li ar ais agus amach idir an anóid agus anóid, a mhuirearú agus a urscaoileadh. Le linn muirir, tarlaíonn imoibriú teicneolaíochta ocsaídiúcháin, agus éalaíonn Li as an anóid. Trí anailís a dhéanamh ar an leictrilít atá leabaithe sa chatóid, athraíonn iarann ​​​​ó Fe2 go Fe3, agus tarlaíonn imoibriú córas ocsaídiúcháin ceimiceach.

Tarlaíonn imoibriú urscaoilte muirir ceallraí fosfáit iarainn litiam idir lifepo_4 agus fepo_4. Le linn an phróisis bainistíochta muirir, is féidir le LiFePO4 FePO4 a fhoirmiú trí bhriseadh ar shiúl ó hiain litiam traidisiúnta, agus le linn an phróisis forbartha urscaoilte, is féidir LiFePO4 a fhoirmiú trí hiain litiam a mhéadú trí FePO4 a neadú.

Nuair a ghearrtar an ceallraí, bogann ions litiam ó chriostail fosfáit iarainn litiam go dtí an dromchla criostail, cuir isteach an leictrilít faoi éifeacht fórsa réimse leictrigh, pas a fháil tríd an scannán, agus ansin bogadh go dtí an dromchla criostail grafite tríd an leictrilít, agus ansin leabaithe isteach sa laitís criostail graifít.

Ar an láimh eile, sreabhann an fhaisnéis leictreonach tríd an seoltóir chuig bailitheoir scragall alúmanaim an anóid tríd an lug, an cuaille anóid a úsáideann an ceallraí, an ciorcad rialaithe seachtrach, an catóide, an catóide lug agus an bailitheoir scragall copair den catóide ceallraí, agus sreabhann go catóide graifít na Síne tríd an seoltóir. Iarmhéid luchtaithe an chatóid. Nuair a dhíscaoiltear ian litiam ó fhosfáit iarainn litiam, déantar fosfáit iarainn litiam a thiontú ina fosfáit iarainn. Nuair a scaoiltear an ceallraí, baintear iain litiam as an gcriostail acomhal dubh agus cuir isteach an leictrilít foghlama. Ansin, is féidir iad a aistriú go dtí an dromchla criostail fosfáit iarainn litiam tríd an membrane, agus ansin leabaithe i laitíse fosfáit iarainn litiam trí anailís a dhéanamh ar an réiteach leictrilít.

Ag an am céanna, sreabhann na leictreoin tríd an seoltóir chuig an mbailitheoir scragall copair catóide, chuig an gcatóid ceallraí, ciorcad seachtrach, anóid, anóid chuig an mbailitheoir scragall alúmanaim anóid ceallraí, agus ansin chuig an anóid fosfáit iarainn litiam tríd an seoltóir. Tá an dá mhuirear polar cothrom. Is féidir ions litiam a chur isteach i gcriostal fosfáit iarainn, agus déantar fosfáit iarainn a thiontú ina fosfáit iarainn litiam.