లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ బ్యాటరీ అంటే ఏమిటి?

లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ బ్యాటరీ అనేది లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ (LiFePO4) కాథోడ్ పదార్థంగా మరియు కార్బన్ కాథోడ్ పదార్థంగా ఉన్న లిథియం అయాన్ బ్యాటరీ. సింగిల్ బ్యాటరీ యొక్క రేట్ వోల్టేజ్ 3.2V, మరియు ఛార్జింగ్ కట్-ఆఫ్ వోల్టేజ్ 3.6V~3.65V.
ఛార్జింగ్ ప్రక్రియలో, లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ యొక్క కొన్ని లిథియం అయాన్లు తప్పించుకుంటాయి మరియు విద్యుద్విశ్లేషణ ద్రవ్యరాశి కాథోడ్‌కు బదిలీ చేయబడుతుంది మరియు కార్బన్ పదార్థంతో పొందుపరచబడుతుంది. అదే సమయంలో, ఎలక్ట్రాన్లు యానోడ్ నుండి విడుదలవుతాయి మరియు రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క సంతులనాన్ని నిర్వహించడానికి బాహ్య సర్క్యూట్ నుండి వస్తాయి. ఉత్సర్గ ప్రక్రియలో, లిథియం అయాన్లు అయస్కాంత శక్తి ద్వారా తప్పించుకుంటాయి, విద్యుద్విశ్లేషణ ద్రవ్యరాశి ద్వారా చేరుకుంటాయి, అదే సమయంలో విడుదలవుతాయి, బాహ్య సర్క్యూట్‌లోకి వస్తాయి మరియు బయటికి శక్తిని అందిస్తాయి.

లిథియం ఇనుముఫాస్ఫేట్ బ్యాటరీ అధిక వర్కింగ్ వోల్టేజ్, అధిక శక్తి సాంద్రత, దీర్ఘ చక్ర జీవితం, మంచి భద్రత, తక్కువ స్వీయ ఉత్సర్గ రేటు మరియు జ్ఞాపకశక్తి లేని ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది.
క్రిస్టల్ నిర్మాణంలో, ఆక్సిజన్ అణువులు ఆరు అక్షరాలలో దగ్గరగా అమర్చబడి ఉంటాయి. PO43 టెట్రాహెడ్రాన్ మరియు FeO6 క్రిస్టల్ యొక్క ప్రాదేశిక అస్థిపంజరాన్ని ఏర్పరుస్తాయి, Li మరియు Fe ఆక్టాహెడ్రాన్ గ్యాప్‌ను ఆక్రమిస్తాయి, P టెట్రాహెడ్రాన్ గ్యాప్‌ను ఆక్రమిస్తాయి, ఇక్కడ Fe సహ కోణీయ స్థానాన్ని ఆక్రమిస్తుంది మరియు Li కోవేరియంట్ స్థానాన్ని ఆక్రమిస్తుంది. FeO6 క్రిస్టల్ యొక్క BC విమానంలో ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించబడి ఉంది మరియు B అక్షం దిశలో LiO6 యొక్క అష్టాహెడ్రల్ నిర్మాణం ఒక గొలుసు నిర్మాణంలో ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. ఒక FeO6, రెండు LiO6 మరియు ఒక PO43 టెట్రాహెడ్రాన్ కలిసి ఉంటాయి.

FeO6 యొక్క మొత్తం నెట్‌వర్క్ నిరంతరాయంగా ఉంది, కనుక ఇది వాహకతను ఏర్పరచదు. మరోవైపు, PO43 టెట్రాహెడ్రాన్ లాటిస్ యొక్క వాల్యూమ్ మార్పును నియంత్రిస్తుంది మరియు Li యొక్క అబ్లేషన్ మరియు వ్యాప్తిని ప్రభావితం చేస్తుంది, దీని ఫలితంగా కాథోడ్ పదార్థం యొక్క అత్యంత తక్కువ ఎలక్ట్రానిక్ వాహకత మరియు అయాన్ వ్యాప్తి సామర్థ్యం ఏర్పడుతుంది.

సిద్ధాంతపరంగా, బ్యాటరీ అధిక సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది (సుమారు 170mAh/g), మరియు ఉత్సర్గ వేదిక 3.4V. లీ ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ మధ్య ముందుకు వెనుకకు వెళుతుంది. ఛార్జింగ్ సమయంలో, ఆక్సీకరణ ప్రతిచర్య సంభవిస్తుంది మరియు లి తప్పించుకుంటుంది. విద్యుద్విశ్లేషణ పదార్ధం కాథోడ్‌లో పొందుపరచబడింది మరియు ఇనుము Fe2 నుండి Fe3కి రూపాంతరం చెందుతుంది మరియు ఆక్సీకరణ ప్రతిచర్య సంభవిస్తుంది.

లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ బ్యాటరీ యొక్క నిర్మాణ లక్షణాలు ఏమిటి?

లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ బ్యాటరీ యొక్క ఎడమ వైపు ఆలివిన్ పదార్థంతో తయారు చేయబడింది, ఇది అల్యూమినియం ఫాయిల్ ద్వారా బ్యాటరీతో అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. కుడివైపున కార్బన్ (గ్రాఫైట్)తో కూడిన బ్యాటరీ కాథోడ్ ఉంది, ఇది రాగి రేకు మరియు బ్యాటరీ కాథోడ్‌తో అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. మధ్యలో వేరు చేయబడిన పాలిమర్ యొక్క పొర ఉంటుంది. లిథియం పొర గుండా వెళుతుంది, పొర కాదు. బ్యాటరీ లోపలి భాగం విద్యుద్విశ్లేషణ పదార్థంతో నిండి ఉంటుంది మరియు బ్యాటరీ మెటల్ షెల్‌తో మూసివేయబడుతుంది.

బ్యాటరీ ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ సూత్రం ఏమిటి?

లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ బ్యాటరీ యొక్క ఛార్జ్ డిశ్చార్జ్ రియాక్షన్ LiFePo4 మరియు FePO4 మధ్య జరుగుతుంది. ఛార్జింగ్ సమయంలో, లిథియం నుండి వేరు చేయబడిన అయాన్లు FePO4ను ఏర్పరుస్తాయి మరియు విడుదల చేసే సమయంలో, లిథియం అయాన్లు FePO4ని పొందుపరిచి LiFePo4ని ఏర్పరుస్తాయి.

బ్యాటరీ ఛార్జ్ అయినప్పుడు, లిథియం అయాన్లు లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ క్రిస్టల్ నుండి క్రిస్టల్ ఉపరితలంపైకి కదులుతాయి, విద్యుత్ క్షేత్ర శక్తి ప్రభావంతో విద్యుద్విశ్లేషణ పదార్ధంలోకి ప్రవేశించి, డయాఫ్రాగమ్ గుండా వెళ్లి, ఆపై ఎలక్ట్రోలైట్ ద్వారా గ్రాఫైట్ క్రిస్టల్ యొక్క ఉపరితలంపైకి కదులుతాయి. ఆపై గ్రాఫైట్ లాటిస్‌లో పొందుపరచబడింది. మరోవైపు, రాగి రేకు కలెక్టర్ కండక్టర్ ద్వారా అల్యూమినియం ఫాయిల్ కలెక్టర్‌కు, లగ్, బ్యాటరీ కాలమ్, ఎక్స్‌టర్నల్ సర్క్యూట్, చెవి ద్వారా బ్యాటరీ కాథోడ్‌కు మరియు కండక్టర్ ద్వారా గ్రాఫైట్ కాథోడ్‌కు ప్రవహిస్తుంది. కాథోడ్ యొక్క ఛార్జ్ బ్యాలెన్స్. లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ నుండి లిథియం అయాన్లు క్షీణించిన తర్వాత, లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ ఐరన్ ఫాస్ఫేట్‌గా మార్చబడుతుంది.