磷酸铁锂电池的工作原理和化学反应方程式介绍

2021-12-29 17:13

磷酸铁锂电池的全名是磷酸铁锂锂离子电池，是一种使用磷酸铁锂（LiFePO4）作为正极材料，碳作为负极材料的锂离子电池，单体额定电压为3.2V，充电截止电压为3.6V~3.65V。它是目前所有锂电池组当中最具环保性的、寿命最高的、安全性最高的、放电率最大的。

一、磷酸铁锂电池的工作原理

磷酸铁锂电池在充电时，正极中的锂离子Li+通过聚合物隔膜向负极迁移；在放电过程中，负极中的锂离子Li+通过隔膜向正极迁移。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、磷酸铁锂电池充电时，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，再经电解迁移到石墨烯的表面，然后嵌入石墨烯晶格中，与此同时，电子经导电体流向正极的铝箔电极，经极耳、电池极柱、外电路、负极极柱、负极耳流向负极的铜箔集流体，再经导电体到石墨负极，是负极的电荷达至平衡，锂离子从磷酸铁锂脱嵌后，磷酸铁锂转化成磷酸铁。

2、磷酸铁锂电池放电时，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。同时，电池经导电体流向负极的铜箔集电极，经极耳、电池负极柱、外电路、正极极柱、正极耳流向正极的铜箔集流体，再经导电体到磷酸铁锂正极，使正极的电荷达到平衡状态。

二、磷酸铁锂电池组化学反应方程式

正极反应：LiFePO4?Li1-xFePO4+xLi++xe-；

负极反应：xLi++xe-+6C?LixC6；

总反应式：LiFePO4+6xC?Li1-xFePO4+LixC6。

以上就是磷酸铁锂电池工作原理和化学反应方程式的介绍。磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应、绿色环保等一系列独特优点，并且支持无级扩展，适合于大规模电能储存，在可再生能源发电站发电安全并网、电网调峰、分布式电站、UPS电源、应急电源系统等领域有着良好的应用前景。