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磷酸铁锂电池与开关电源基本原理的物品应用特点入门

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,通過氧化還原反應實現能量轉移。在這個過程中,鐵從二價變為三價進行氧化。而由於其安全性強、耐高溫、高循环性能等特点,它广泛应用于各种场合。

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这类型号还常用于启动系统及其他需要快速功率输出设备,如UPS供给系统、应急照明装置以及矿灯等。此外,它们也被用作替代镍镉或镍氢可充电背包中的9伏特单元,以及一些小型医疗设备及便携式仪器。