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中国电源网探索磷酸铁锂电池的应用特点

导语:磷酸铁锂电池是一种利用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料、碳为负极材料的锂离子电池,其单体额定电压为3.2V,充电截止电压在3.6V~3.65V之间。其工作原理是,在充电过程中,部分锂离子从磷酸铁锂脱出并通过电解质传递至负极嵌入碳材料,同时正极释放电子流向外部;在放電时,反之亦然。

在LiFePO4晶体结构中,氧原子以六方紧密排列。PO43-四面体和FeO6八面体构成晶格的空间骨架,其中Li和Fe占据八面体空隙,而P占据四面体空隙。由于FeO6八面体网络不连续,因此不能形成电子导电,并且PO43-四面体限制了晶格的 体积变化,对于Li+的脱嵌和电子扩散造成障碍,使得LiFePO4正极材料具有较低的电子导率和离子扩散效率。

磷酸铁锂离子电池理论比容量高(约170mAh/g),且放電平台稳定位于3.4V。当进行充放電時,会发生氧化反应,其中Li+從正極移出並經過電解液嵌入負極,由於鐵從二價轉變為三價,這個過程稱為氧化作用。

该类型的电池安全性强、耐高温、循环性能好,是一种绿色环保型储能解决方案,其优点包括:

能量比比较高。

运用寿数长。

额外功率输出能力。

自放電速率低。

质量轻,便于运输与存储。

此类设备广泛应用于动力系统,如乘用车、公共交通工具以及其他需要大容量能源供给的情境。此外,它们还被用于启动系统,以及储能解决方案,如太阳能或风力发电设施所需的大规模储能技术。在这些领域内,它们提供了一个可靠、高效且环境友好的能源存储选项。