Litiumrautafosfaatti -akku on tyyppinen litiumioni -akku, joka käyttää litiumrautafosfaattia (LIFEPO₄) positiivisena elektrodimateriaalina ja hiilinä (yleensä grafiitina) negatiivisena elektrodimateriaalina. Seuraava on yksityiskohtainen johdanto litiumrautafosfaattiakkuun:
I. Määritelmä ja rakenne
Määritelmä: Litiumrautafosfaatti -akku on epäorgaaninen aine, kemiallinen kaava on LIFEPO4, jossa Li+ edustaa metalli litium -ionia, Fe edustaa rautaa, PO4²⁻ edustaa fosfaatti -ionia.
Rakenne. Akun vasemmalla puolella on lifepo₄ -materiaalin positiivinen napa oliviinirakenteessa. Se on kytketty akun positiiviseen napaan alumiinifoliolla. Oikealla on hiilestä (grafiitista) koostuneen akun negatiivinen elektrodi, joka on kytketty akun negatiiviseen elektrodiin kuparikalvolla. Keskellä on polymeerikalvo, joka erottaa positiiviset ja negatiiviset elektrodit, joiden läpi litiumioulit voivat ohittaa, mutta elektronit eivät voi. Akku on täynnä elektrolyyttejä ja suljetaan metallikoteloon.
Toiseksi työperiaate
Litiumrautafosfaatti -akun varaus- ja purkausreaktio suoritetaan LIFEPO₄- ja FEPO₄ -vaiheiden välillä.
Latausprosessin aikana osa litium -ioneista litiumrautafosfaatissa poistetaan, siirretään negatiiviseen elektrodiin elektrolyytin läpi ja upotetaan negatiiviseen hiilimateriaaliin; Samanaikaisesti elektronit vapautuvat positiivisesta elektrodista ja saavuttavat negatiivisen elektrodin ulkoisesta piiristä kemiallisen reaktion tasapainon ylläpitämiseksi.
Purkausprosessin aikana litiumioni itsesanko poistuu ja saavuttaa positiivisen elektrodin elektrolyytin läpi, kun taas negatiivinen elektrodi vapauttaa elektroneja ja saavuttaa positiivisen elektrodin ulkoisesta piiristä energian tuottamiseksi ulkomaailmalle.
3. Ominaisuudet ja edut
Energiatiheys: litiumrautafosfaatti-akku on korkea energiatiheys, yhden nimellisjännite on 3,2 V LifePo4 -akku ja latauksen katkaisujännite on 3,6 V ~ 3,65 V. Viime vuosina sen energiatiheys kasvaa tekniikan edistymisen myötä edelleen, ja jotkut erinomaiset akkuvalmistajat ovat pystyneet saavuttamaan 175-180wh/kg tai jopa korkeamman.
Turvallisuussuorituskyky: Litiumrautafosfaatti -akun katodimateriaalilla on vakaa sähkökemiallinen suorituskyky, vakaa lataus- ja purkamisalusta, ja akun rakenne ei muutu lataus- ja purkamisprosessin aikana, joten turvallisuussuorituskyky on hyvä. Korkea turvallisuus voidaan ylläpitää jopa erityisissä olosuhteissa, kuten oikosulku, ylikuormitus, suulakepuristus ja neula.
Sykliikä: litiumrautafosfaattiparistojen sykliikä on pitkä ja 1C -syklin käyttöikä on yleensä 2000 kertaa tai jopa yli 3500 kertaa. Energian varastointimarkkinoilla vaaditaan yli 4000-5000 kertaa ja varmistamaan 8-10 vuoden käyttöikä.
Muut edut: Kohtalainen käyttöjännite, suuri tehokapasiteetti painoa kohti, korkea purkausteho, nopea lataus, laaja käyttölämpötila -alue (mukaan lukien hyvä matalan lämpötilan purkaussuorituskyky ja korkea lämpötilan stabiilisuus).
4. Sovelluskenttä
Erinomaisen suorituskyvynsä vuoksi litiumrautafosfaatti -akkuja käytetään laajasti monilla pelloilla, etenkin uusien energiaajoneuvojen, kuten sähköajoneuvojen, sähköpyörien, sähkötyökalujen ja niin edelleen. Lisäksi sitä käytetään laajasti myös energian varastointijärjestelmissä, kannettavissa voimalaitosten tarvikkeissa ja muissa kentissä.
5. Synteesiprosessi
Litiumrautafosfaattilitiumakun synteesiprosessia on periaatteessa parantunut, mikä on pääasiassa jaettu kiinteän faasimenetelmään ja nestemäisen faasimenetelmään. Niiden joukossa korkean lämpötilan kiinteän vaiheen reaktiomenetelmä on yleisimmin käytetty, ja on tutkijoita, jotka yhdistävät mikroaaltouunin synteesimenetelmän kiinteän faasimenetelmässä nestefaasimenetelmän hydrotermisellä synteesimenetelmällä, toisin sanoen mikroaaltoveden hydrotermisellä menetelmällä. Lisäksi se sisältää myös bionisen menetelmän, jäähdytyskuivausmenetelmän, emulsion kuivausmenetelmän, pulssilaser -laskeutumismenetelmän ja niin edelleen. Valitsemalla asianmukaisen synteesimenetelmän, pienen hiukkaskoko ja hyvä dispersion suorituskyky voidaan syntetisoida, jotta akun suorituskykyä voidaan parantaa tehokkaasti.
Yhteenvetona voidaan todeta, että litiumrautafosfaatti-akku on eräänlainen litium-ioni-akku, jolla on erinomainen suorituskyky ja leveä levitys. Teknologian jatkuvan edistymisen ja markkinoiden jatkuvan laajentumisen myötä sen tulevat kehitysnäkymät ovat erittäin laajat.
