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广东电力期刊探究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至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到负极嵌入碳材料,同时从正极释放电子自外部回路流向负极以维持化学反应的平衡。在放电过程中,锂离子自负极脱出再通过电解质到达正极,并同时由负極释放電子自外部回路流向負極為外界提供能量。

在LiFePO4晶体结构中,氧原子呈六方紧密堆积排列。PO43-四面体和FeO6八面体构成晶体空间骨架,其中Li和Fe分别占据八面体空隙,而P占据四面体空隙。由于FeO6共边八面体网络不连续,因此不能形成电子导electricity; 同时,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,从而导致了低的电子导率和离子扩散效率。

磷酸铁锂离子電池具有理论比容量高(约170mAh/g),且放電平台稳定地保持在3.4V。当进行充放電時,由於Li+從正極迁移至負極,並通過電解液進行交換,這個過程涉及氧化反應,使得鐵從二價轉變為三價。

这种类型的便携式储能设备因其安全性、耐高温性能以及循环寿命长等优点,被广泛应用于多个领域,如动力系统、启动系统以及储能系统等。这使得它们成为一种非常有前景的一种能源存储解决方案。