磷酸鐵鋰電池充放電原理

電池充電時，鋰離子從磷酸鐵鋰晶體遷移到晶體表面，在電場力的作用下，進入電解液，然后穿過隔膜，再經(jīng)電解液遷移到石墨晶體的表面，而后嵌入石墨品格中。與此同時，電子經(jīng)導(dǎo)電體流向正極的鋁箔集電極，經(jīng)極耳、電池正極柱、外電路、負極極柱、負極極耳流向電池負極的銅箔集流體，再經(jīng)導(dǎo)電體流到石墨負極，使負極的電荷達至平衡。鋰離子從磷酸鐵鋰脫嵌后，磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)化成磷酸鐵。

LiFePO4一xLi+xe→FePO4+(1-x)LiFePO4(1)

磷酸鐵鋰電池放電時，鋰離子從石墨晶體中脫嵌出來，進入電解液，然后穿過隔膜，經(jīng)電解液遷移到磷酸鐵鋰晶體的表面，然后重新嵌入到磷酸鐵鋰的晶格內(nèi)。與此同時，電子經(jīng)導(dǎo)電體流向負極的銅箔集電極，經(jīng)極耳、電池負極柱、外電路、正極極柱、正極極耳流向電池正極的鋁箔集流體，再經(jīng)導(dǎo)電體流到磷酸鐵鋰正極，使正極的電荷達至平衡。鋰離子嵌入到磷酸鐵晶體后，磷酸鐵轉(zhuǎn)化為磷酸鐵鋰電池。

FePO4+xLi+xe→xLiFePO4+(1-x)FePO4(2)

鋰電池工作原理解析

鋰電池是一種二次電池(充電電池)，主要依靠鋰離子在正負極之間的往返嵌入和脫嵌來工作，實現(xiàn)能量的存儲和釋放。

1、充電過程

在電場的驅(qū)動下鋰離子從正極晶格中脫出，經(jīng)過電解質(zhì)，嵌入到負極晶格中。

充電開始時，應(yīng)先檢測待充電電池的電壓，如果電壓低于3V，要先進行預(yù)充電，充電電流為設(shè)定電流的1/10，一般選0.05C左右。電壓升到3V后，進入標(biāo)準(zhǔn)充電過程。標(biāo)準(zhǔn)充電過程為：以設(shè)定電流進行恒流充電，電池電壓升到4.20V時，改為恒壓充電，保持充電電壓為4.20V。此時，充電電流逐漸下降，當(dāng)電流下降至設(shè)定充電電流的1/10時，充電結(jié)束。

2、放電過程

過程正好相反鋰離子返回正極，電子通過用電器由外電路到達正極與鋰離子復(fù)合。電池放電，此時負極上的電子e從通過外部電路跑到正極上，正鋰離子Li+從負極跳進電解液里，爬過隔膜上彎彎曲曲的小洞，游泳到達正極，與早就跑過來的電子結(jié)合在一起。