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在LiFePO4的晶体结构中,氧原子呈六方紧密堆积排列。PO43-四面体和FeO6八面体构成晶体的空间骨架,Li和Fe占据八面体空隙,而P占据四面体空隙,其中Fe占据八面体的共角位置,Li占据八面体的共边位置。FeO6八面体在晶体的bc面上相互连接,b轴方向上的LiO6八面体结构相互连接成链状结构。1个FeO6八面体与2个LiO6八面体和1个PO43-四面体共棱。 [3] 由于FeO6共边八面体网络不连续,致使不能形成电子导电;同时,PO43-四面体限制了晶格的体积变化,影响了Li+的脱嵌和电子扩散,导致LiFePO4正极材料电子导电率和离子扩散效率极低。 [3] LiFePO4电池回收的理论比容量较高(约为170mAh/g),放电平台是3.4V。Li+在正负两极之间往返脱-嵌实现充放电,充电时发生氧化反应,Li+从正极迁出,经电解液嵌入负极,铁从Fe2+变成Fe3+,发生氧化反应。 [3] 电池结构特点编辑 播报 磷酸铁锂电池左边是橄榄石结构的LiFePO4材料构成的正极,由铝箔与电池正极连接。右边是由碳(石墨)组成的电池负极,由铜箔与电池的负极连接。中间是聚合物的隔膜,它把正极与负极隔开,锂离子可以通过隔膜而电子不能通过隔膜。电池内部充有电解质,电池由金属外壳密闭封装。 [2]
锂电池的优点 1、锂电池电压平台高,单体电池的平均电压为3.7V或3.2V,约等于3只镍镉电池或镍氢电池的串联电压,便于组成电池电源组。 2、相对电池而言锂电池能量密度高。具有高储存能量密度,目前已达到460-600Wh/kg,是铅酸电池的约6-7倍。 3、相对铅酸电池而言锂电池重量轻,相同体积下重量约为铅酸产品的1/5-6。 4、锂电池使用寿命相对较长,使用寿命可达到6年以上,磷酸亚铁锂为正极的电池用1CDOD充放,有可以使用1000次的记录。 5、具备高功率承受力,其中电动汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到15-30C充放电的能力,便于高强度的启动加速。 6、自放电率低,无记忆效应,常应用于日常电子产品供电。 7、锂电池回收高低温适应性强,可以在-20℃--60℃的环境下使用,经过工艺上的处理,可以在-45℃环境下使用。
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