磷酸鐵鋰離子電池的工作原理

磷酸鐵鋰離子電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料重要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。

磷酸鐵鋰離子電池在充電時，正極中的鋰離子Li+通過聚合物隔膜向負極遷移；在放電過程中，負極中的鋰離子Li+通過隔膜向正極遷移。鋰離子電池就是因鋰離子在充放電時來回遷移而命名的。

磷酸鐵鋰離子電池充電時，Li+從磷酸鐵鋰晶體的010面遷移到晶體表面，在電場力的用途下，進入電解液，穿過隔膜，再經(jīng)電解遷移到石墨烯的表面，然后嵌入石墨烯晶格中，與此同時，電子經(jīng)導(dǎo)電體流向正極的鋁箔電極，經(jīng)極耳、電池極柱、外電路、負極極柱、負極耳流向負極的銅箔集流體，再經(jīng)導(dǎo)電體到石墨負極，是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。

磷酸鐵鋰離子電池放電時，Li+從石墨晶體中脫嵌出來，進入電解液，穿過隔膜，再經(jīng)電解液遷移到磷酸鐵鋰晶體的表面，然后重新經(jīng)010面嵌入到磷酸鐵鋰的晶格內(nèi)。同時，電池經(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、正極耳流向正極的銅箔集流體，再經(jīng)導(dǎo)電體到磷酸鐵鋰正極，使正極的電荷達到平衡狀態(tài)。

磷酸鐵鋰離子電池工作溫度

目前使用相對較多的鋰離子電池組是磷酸鐵鋰離子電池組，因為大家都了解鋰離子電池本身的穩(wěn)定性較差，相對來講其安全系數(shù)并不是很高，而磷酸鐵鋰離子電池則是在原有的鋰離子電池的正極材料基礎(chǔ)上對其進行改進，讓其的安全系數(shù)更高，常見的磷酸鐵鋰離子電池組正極材料有鉆酸鋰，錳酸鋰以及鎳酸鋰等等，最為常用的則是鉆酸鋰。雖然磷酸鐵鋰離子電池組也屬于鋰離子電池，但是從正極材料上我們可以看出，磷酸鐵鋰離子電池是目前鋰離子電池中穩(wěn)定性較高的電池，而且就成本來講，也不算很高，所以磷酸鐵鋰離子電池組在一些大型工業(yè)以及移動移動基站中使用的越來越多。

但是磷酸鐵鋰離子電池的振實密度較低，也正是這一特點決定了磷酸鐵鋰離子電池在電動工具方面上的使用有所成效，相對來講假如將磷酸鐵鋰離子電池應(yīng)用在手機上，那么它的弊端則暴露無遺，最為明顯的一個缺點就是容量不足。在工作的時候，磷酸鐵鋰離子電池組難免會出現(xiàn)熱量，一般來講，磷酸鐵鋰離子電池組的工作環(huán)境是-50℃到+80℃之間，但是實際情況中，磷酸鐵鋰離子電池組在工作的過程中以及國祚過程之后都是要出現(xiàn)熱量的，所以，我們最好將磷酸鐵鋰離子電池組的溫度控制在+50攝氏度之下，然而磷酸鐵鋰離子電池組最大的一個缺點就是關(guān)于低溫的耐性很低，通俗的講就是磷酸鐵鋰離子電池組不耐低溫，所以盡量不要在超過的溫度范圍內(nèi)工作。

不管磷酸鐵鋰離子電池組是在高溫下工作還是低溫下工作，兩種情況都會對磷酸鐵鋰離子電池組出現(xiàn)較大的損耗，因為磷酸鐵鋰離子電池組長期在高溫下工作，雖然從化學(xué)角度來講有利于電極材料的轉(zhuǎn)換，但是上面也講到磷酸鐵鋰離子電池組重要應(yīng)用于電動工具方面，所以其放電量是很大的，雖然磷酸鐵鋰離子電池組具有耐高溫的特點，但是長期在高溫下工作也是會對磷酸鐵鋰離子電池組有一定的影響，最為常見的就是使用一段時間后發(fā)現(xiàn)電池組的容量明顯下降，關(guān)于此種情況，這是所有二次電池的通病，而磷酸鐵鋰離子電池在這方面的損耗還是相對較低的。而低溫關(guān)于磷酸鐵鋰離子電池組的影響可就稍微大點了，因為上文也提到過，磷酸鐵鋰離子電池組能夠有很好的穩(wěn)定性，全部得益于它的正極材料，但所謂凡事都有兩面性，雖然磷酸鐵鋰離子電池的正極材料使得其本身的穩(wěn)定性增強，安全性大漲，但是相關(guān)于其他的鋰離子電池來講，磷酸鐵鋰離子電池組的導(dǎo)電性能相對較差，而低溫是會影響到電解液的，因為高導(dǎo)電率的電解液的凝點較低，在低溫環(huán)境下很容易發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象，所以低溫環(huán)境關(guān)于磷酸鐵鋰申池組來講則是雪上加霜，在低溫下工作會發(fā)現(xiàn)磷酸鐵鋰離子電池性能大幅度下降，工作時會有斷開的現(xiàn)象。