Внедрение литий-железо-фосфатной батареи

В кристаллической структуре LiFePO4 атомы кислорода плотно упакованы в гексагональную структуру. Тетраэдр PO43 и октаэдр FeO6 образуют пространственный скелет кристалла, при этом Li и Fe занимают октаэдрические пустоты, тогда как P заполняет тетраэдрические пустоты, где Fe занимает ко-угловое положение октаэдра, а Li занимает со-краевое положение октаэдра. . Октаэдры FeO6 соединены между собой в плоскости bc кристалла, тогда как структура октаэдров LiO6 в направлении оси b соединена между собой в цепочечную структуру. 1 октаэдр FeO6 сосуществует с 2 октаэдрами LiO6 и 1 тетраэдром PO43. [3]
Из-за разрыва сооктаэдрической сетки FeO6 электронная проводимость не может сформироваться; В то же время тетраэдр PO43 ограничивает изменение объема решетки, влияя на расщепление и диффузию электронов Li plus , что приводит к чрезвычайно низкой электронной проводимости и эффективности диффузии ионов катодного материала LiFePO4. [3]
Теоретическая удельная емкость аккумуляторов LiFePO4 относительно высока (около 170 мАч/г), а разрядное напряжение составляет 3,4 В. Li plus подвергается процессу заряда-разряда, удаляя и вставляя его вперед и назад между положительным и отрицательным электродами. Во время зарядки происходит реакция окисления, при которой Li plus мигрирует с положительного электрода и внедряется в отрицательный электрод через электролит. Железо превращается из Fe2+ в Fe3+, что приводит к реакции окисления.