1.正极:正极由磷酸铁锂(LiFePO4)材料构成。在充电状态下,锂离子从负极释放出来,在正极上形成锂离子插入位。更具体地说,正极上的磷酸根离子(PO4)3-会与锂离子(Li+)结合形成LiFePO4,这是一种稳定的化合物。但是,在放电状态下,锂离子会离开正极,返回到负极。 2.电解质:电池中的电解质起到离子传导的作用。常用的电解质是有机溶剂,其中通常含有锂盐。电池充电时,锂离子从正极通过电解质迁移到负极。当电池放电时,锂离子通过电解质返回到正极。电解质的选择对电池的性能和安全性非常重要。 3.负极:负极由碳材料(如石墨)制成。在充电状态下,锂离子从电解质中迁移到负极,以锂离子插入位的形式嵌入到碳材料中。这个过程是通过电池外部回路中的电子传输完成的。在放电状态下,锂离子从负极释放出来,返回电解质。 4.电子传输:在充电和放电过程中,电子通过电池外部回路从负极传输到正极。这个过程产生了电流,可以被外部设备所利用。
总结起来,磷酸铁锂电池的工作原理是通过锂离子在正极和负极之间的迁移和电子在外部回路中的传输来实现充电和放电的过程。这种锂离子电池具有较高的工作电压、较低的内阻和较长的循环寿命,因此广泛应用于电动车、储能系统等领域。