Aisea ua faaletonu ai le maa lithium iron phosphate?

O le malamalama i le mafuaʻaga poʻo le faʻaogaina o le toilalo o le lithium iron phosphate maa e taua tele mo le faʻaleleia o le faʻatinoga o le maa ma lona gaosiga tele ma le faʻaogaina. O lenei tusiga o loʻo faʻatalanoaina aʻafiaga o mea le mama, auala faʻavae, tulaga e teu ai, toe faʻaaogaina, faʻaalu tele, ma le faʻaogaina i luga o le faaletonu o maa.

1. Le manuia i le gaosiga o le gaosiga

I le gaosiga o gaosiga, tagata faigaluega, meafaigaluega, meafaitino, metotia, ma le siosiomaga o mea autu ia e aʻafia ai le lelei o oloa. I le faagasologa o le gaosiga o maa eletise LiFePO4, tagata faigaluega ma meafaigaluega e aofia i le lautele o le pulega, o lea e masani ona tatou talanoaina le vaega mulimuli e tolu.

O le le mama i totonu o mea eletise eletise e mafua ai le toilalo o le maa.

I le taimi o le tuʻufaʻatasiga o le LiFePO4, o le ai ai se numera itiiti o mea leaga e pei o Fe2O3 ma Fe. O nei mea eleelea o le a faʻaitiitia i luga o le pito i luga ole eletise leaga ma e ono tuia le diaphragm ma mafua ai se taʻavale pupuu i totonu. A faʻaalia LiFePO4 i le ea mo se taimi umi, o le susu o le a faʻaleagaina ai le maa. I le amataga o le matua, amorphous iron phosphate ua fausia i luga o le mea. O lona fatuga fa'apitonu'u ma le fausaga e tutusa ma le LiFePO4(OH); faʻatasi ai ma le faʻaofiina o le OH, o loʻo faʻaauau pea ona faʻaumatia le LiFePO4, Faʻaalia e pei o le faateleina o le voluma; mulimuli ane toe fa'a'a'ai lemu e fai ai le LiFePO4(OH). O le Li3PO4 le mama i le LiFePO4 o le eletise eletise. O le maualuga o le eleelea o le anode o le graphite, o le sili atu lea o le leiloa o le gafatia e le mafai ona suia.

Le toilalo o le maa na mafua mai i le auala faʻavae

O le leiloa e le mafai ona toe fa'afo'isia o ion lithium malosi e muamua ona atagia mai i ion lithium na fa'aaogaina a'o fausia ai le membrane interfacial electrolyte malosi. Ua maua su'esu'ega o le fa'atuputeleina o le vevela o le a mafua ai le leiloa o le lithium ions. A fa'atuputeleina le vevela o le fa'avae, o le a fa'atupula'ia le aofa'i o vaega e le fa'aogaina i le ata SEI. O le kesi na tuʻuina atu i le taimi o le suiga mai le vaega o le ROCO2Li i le vaega inorganic Li2CO3 o le a mafua ai le tele o faaletonu i le ata SEI. O se numera tele o ion lithium e fa'amalieina e nei fa'aletonu o le a fa'apipi'iina i le eletise graphite leaga.

I le taimi o le faʻavaeina, o le tuufaatasiga ma le mafiafia o le ata SEI na faia e ala i le maualalo o le tau o loʻo i ai nei e tutusa ae faʻaalu taimi; maualuga-i le taimi nei moliaga o le a mafua ai le tele o itu e tulai mai, e mafua ai le faateleina o le leiloa o le lithium-ion e le mafai ona suia ma o le a faateleina foi le impedance le lelei o le eletise eletise, ae e sefe ai le taimi. Taimi; I aso nei, o le faiga o le faʻavaeina o laʻititi laʻititi o loʻo i ai i le taimi nei-tele o loʻo i ai i le taimi nei ma le voltage faifai pea e faʻaaogaina soo ina ia mafai ai ona ave le lelei o mea uma e lua.

Le faaletonu o le maa e mafua mai i le susu i le gaosiga o le siosiomaga

I le gaosiga moni, o le maa o le a mautinoa lava faʻafesoʻotaʻi le ea ona o mea lelei ma mea le lelei o le tele o micron poʻo nano-sized particles, ma le solvent molecules i le electrolyte e tele vaega carbonyl electronegative ma metastable carbon-carbon double bonds. E faigofie uma ona mitiia le susu i le ea.

O mole o le vai e tali atu ma le masima lithium (aemaise lava le LiPF6) i le electrolyte, lea e pala ma faʻaumatia le electrolyte (decomposes e fai ai le PF5) ma maua ai le vailaʻau HF. O le PF5 ma le HF o le a faʻaumatia le ata SEI, ma o le a faʻalauiloaina foi e le HF le pala o mea ola LiFePO4. Ole mole ole vai ole a fa'aleaga foi le lithium-intercalated graphite eletise eletise, fausia lithium hydroxide ile pito i lalo ole ata SEI. E le gata i lea, o le O2 faʻamavae i le electrolyte o le a faʻateleina ai foi le matua o LiFePO4 maa.

I le faagasologa o le gaosiga, e faaopoopo atu i le faagasologa o le gaosiga e aafia ai le faatinoga o le maa, o mea autu e mafua ai le toilalo o le LiFePO4 malosiaga maa e aofia ai le eleelea i meafaitino (e aofia ai le vai) ma le faagasologa o le fausiaina, o lea o le mama o le meafaitino, le pulea o le susū o le siosiomaga, le faiga o le fausiaina, ma isi mea e taua tele.

2. Fa'aletonu ile fata

I le taimi o le tautua o se maa eletise, o le tele o lona taimi o loʻo i totonu o se tulaga o faʻamau. E masani lava, a maeʻa se taimi umi e teu ai, o le a faʻaitiitia le faʻatinoga o le maa, e masani ona faʻaalia ai le faʻateleina o le teteʻe i totonu, faʻaitiitia le voltage, ma le faʻaitiitia o le gafatia. O le tele o mea e mafua ai le faʻaleagaina o le gaioiga o le maa, o le vevela, tulaga o le totogi, ma le taimi o mea sili ona faʻaalia e aʻafia ai.

Kassem et al. su'esu'e le matua o ma'a eletise LiFePO4 i lalo o tulaga eseese e teu ai. Na latou talitonu o le matua o le masini e masani lava o le itu o le tali atu o le lelei ma le leaga electrodes. O le electrolyte (faʻatusatusa i le itu o le electrode lelei, o le itu o le tali atu o le electrode graphite leaga e sili atu ona mamafa, e masani lava ona mafua mai i le solvent. Decomposition, le tuputupu aʻe o le ata SEI) faʻaaogaina lithium ions malosi. I le taimi lava e tasi, o le aofaʻi o le faʻalavelave o le maʻa e faʻateleina, o le leiloa o le lithium ion e taʻitaʻia ai le matua o le maʻa pe a tuʻu. O le gau o le malosi o maa eletise LiFePO4 e fa'atupula'ia i le si'itia o le vevela e teu ai. I se fa'atusatusaga, a'o fa'atupula'ia le tulaga e teu ai le tau, e la'ititi lava le gau o le malosi.

Grolleau et al. na ausia foi le faaiuga lava e tasi: o le vevela o le teuina o loʻo i ai se aafiaga sili atu ona taua i le matua o LiFePO4 maa mana, sosoo ai ma le tulaga teuina o le totogi, ma o se faʻataʻitaʻiga faigofie ua faʻatulagaina. E mafai ona valoia le gau o le malosi o le LiFePO4 maa eletise e faʻatatau i mea e fesoʻotaʻi ma le taimi e teu ai (vevela ma le tulaga o le tau). I se tulaga patino SOC, ao faateleina le taimi fata, o le lithium i le graphite o le a salalau atu i le pito, e fausia ai se faʻalavelave faʻalavelave faʻatasi ma le electrolyte ma electrons, e mafua ai le faateleina o le vaega o le lithium ion e le mafai ona suia, mafiafia o le SEI, ma conductivity. O le faʻateleina o le faʻalavelave e mafua mai i le faʻaitiitia (faʻateleina mea faʻapitoa, ma o nisi e maua le avanoa e toe faʻamavae ai) ma le faʻaitiitia o le gaioiga faʻatasi i luga o le eletise e mafua ai le matua o le maa.

E tusa lava po o le a le tulaga o le tauina poʻo le faʻamalo, e leʻi maua e le calorimetry suʻesuʻega eseese se tali i le va o le LiFePO4 ma electrolytes eseese (le electrolyte o le LiBF4, LiAsF6, poʻo le LiPF6) i le vevela vaʻaia mai le vevela o le potu i le 85°C. Ae peitaʻi, pe a faʻaofuina LiFePO4 i le electrolyte o le LiPF6 mo se taimi umi, o le a faʻaalia pea le gaioiga faʻapitoa. Talu ai ona o le tali e fai ai le atinaʻe ua faʻaumiumi, e leai lava se ata pasi pasi i luga o le LiFePO4 e taofia ai le faʻaalia atili o le electrolyte pe a uma ona faatofu mo le masina e tasi.

I totonu o le fata, tulaga le lelei o le teuina (maualuga le vevela ma le maualuga o le tulaga o le tau) o le a faʻateleina ai le tikeri o le faʻauluina e le tagata lava ia o le LiFePO4 malosi maa, ma faʻaalia atili ai le matua o le maa.

3. Le manuia i le toe fa'aaogaina

O ma'a e masani ona fa'aosoina le vevela a'o fa'aoga, o lona uiga e taua tele le aafiaga ole vevela. E le gata i lea, o tulaga o auala, fa'aoga, ma le vevela o le a iai uma aafiaga eseese.

O le leai o ni ion lithium malosi e masani ona mafua ai le leiloa o le malosi o maa eletise LiFePO4 i le taimi o le uila. Dubarry et al. na fa'aalia ai o le matua o le LiFePO4 maa mana i le taimi o le uila e mafua ona o se fa'alavelave lavelave o le tuputupu a'e lea e fa'aaogaina ai le lithium-ion SEI ata tifaga. I lenei faagasologa, o le leiloa o le lithium ions malosi e faʻaitiitia saʻo ai le faʻamauina o le malosi o le maa; o le faʻaauau pea o le tuputupu aʻe o le ata SEI, i le tasi itu, e mafua ai le faʻateleina o le tetee o le polarization o le maa. I le taimi lava e tasi, o le mafiafia o le ata SEI e matua mafiafia, ma le faʻaogaina o le eletise o le anode graphite. O le a le mafai ona fa'agaoioia le gaioiga.

I le taimi o le uila maualuga, Fe2 + i le LiFePO4 o le a solo i se tulaga patino. E ui lava o le aofaʻi o le Fe2 + faʻamavae e leai se aafiaga taua i le gafatia o le electrode lelei, o le faʻamavaeina o Fe2 + ma le faʻafefe o Fe i luga o le eletise graphite leaga o le a faia se sao catalytic i le tuputupu ae o le ata SEI. . Na suʻesuʻeina faʻatusatusa e Tan poʻo fea ma poʻo fea na leiloloa ai ion lithium malosi ma iloa ai o le tele o le leiloa o le lithium ion malosi na tupu i luga o le eletise graphite leaga, aemaise lava i taimi o le maualuga o le vevela, o lona uiga, o le maualuga o le vevela o le malosi o le gau. e vave, ma aoteleina le ata SEI E tolu auala eseese o le faaleagaina ma le toe faaleleia:

1. Ole eletise ile anode graphite e pasi ile ata SEI e faʻaitiitia ai ion lithium.
2. Le faʻamavaeina ma le toe faʻafouina o nisi vaega o le ata SEI.
3. Ona o le suiga o le voluma o le anode graphite, O le SEI membrane na mafua mai i le gau.

I le faaopoopo atu i le leiloa o le lithium ion, o mea lelei ma mea leaga o le a faʻaleagaina i le taimi o le toe faʻaaogaina. O le faʻalavelave i le LiFePO4 electrode i le taimi o le toe faʻaaogaina o le a mafua ai ona faʻateleina le polarization electrode ma faʻaitiitia ai le amio i le va o mea galue ma le sui o le faʻaulu poʻo le aoina o loʻo iai nei. Na fa'aogaina e Nagpure le Su'esu'ega Fa'alautele Fa'asagaga Microscopy (SSRM) e su'esu'e semi-quantitatively suiga o le LiFePO4 ina ua mavae le matua ma iloa ai o le coarsening o LiFePO4 nanoparticles ma luga o le teuina i luga o le mea na gaosia e faʻatupu faʻamaʻi faʻapitoa faʻatasi na taʻitaʻia ai le faateleina o le impedance o cathodes LiFePO4. E le gata i lea, o le faʻaitiitia o le faʻaogaina o luga ma le faʻafefe o le graphite electrodes e mafua mai i le leiloa o mea graphite malosi e manatu foi o le mafuaʻaga o le matua o le maʻa. O le le mautonu o le anode graphite o le a mafua ai le le mautonu o le ata SEI ma faʻalauteleina le faʻaaogaina o ion lithium malosi.

O le maualuga o le faʻaaogaina o le maa e mafai ona maua ai le malosi tele mo le taʻavale eletise; o lona uiga, o le lelei o le faʻatinoga o le faʻaogaina o le maa eletise, o le sili atu lea o le faʻavaveina o le taʻavale eletise. O suʻesuʻega a Kim et al. na faaalia ai e ese le faiga matua o LiFePO4 electrode lelei ma graphite le lelei electrode: faatasi ai ma le faateleina o le fua faatatau lafoaʻi, o le gau gau o le electrode lelei faateleina e sili atu nai lo le electrode leaga. O le leiloa o le malosi o le maa i le taimi o le uila vilivae maualalo e mafua ona o le taumafaina o ion lithium malosi i le eletise leaga. I le faʻatusatusaga, o le leiloa o le malosi o le maa i le taimi o le uila maualuga e mafua ona o le faʻateleina o le impedance o le eletise lelei.

E ui lava o le loloto o le faʻaaogaina o le eletise o loʻo faʻaaogaina o le a le afaina ai le gau o le malosi, o le a aʻafia ai lona gau o le malosi: o le saoasaoa o le paʻu o le eletise e faʻateleina i le faʻateleina o le loloto o le lafoaia. E mafua lenei mea ona o le siʻitia o le impedance o le ata SEI ma le faʻateleina o le faʻalavelave o le maa atoa. E fesootai tuusao. E ui lava e fesoʻotaʻi ma le leiloa o le lithium ion malosi, o le pito i luga o le voltage e molia e leai se aafiaga manino i le toilalo o le maa, o le maualalo tele pe maualuga le maualuga pito i luga ole laiga eletise o le a faʻateleina ai le faʻaogaina o le eletise LiFePO4: o le maualalo pito i luga fa'atapula'a voltage o le a le lelei. Ua fausia le ata tifaga i luga o le eleele, ma o se tapulaa maualuga maualuga maualuga o le a mafua ai le oxidative Decomposition o le electrolyte. O le a fausia ai se oloa e maualalo le conductivity i luga o le LiFePO4 electrode.

Ole malosi ole fa'aola ole maa eletise LiFePO4 o le a vave ona pa'u pe a fa'aitiitia le vevela, e mafua ona o le fa'aitiitia o le fa'aosoina o le ion ma le fa'atuputeleina o le fa'aogaina o feso'ota'iga. Li suʻesuʻeina le LiFePO4 cathode ma le graphite anode eseese ma iloa ai o mea taua e faʻatapulaʻaina ai le maualalo o le vevela o le anode ma le anode e eseese. O le faʻaitiitia o le faʻaogaina o le ionic o le LiFePO4 cathode e malosi, ma o le faʻateleina o le faʻaogaina o le faʻaogaina o le anode graphite o le mafuaaga autu lea.

I le taimi o le faʻaaogaina, o le faʻaleagaina o le LiFePO4 electrode ma le graphite anode ma le faʻaauau pea o le tuputupu aʻe o le ata SEI o le a mafua ai le toilalo o le maa i tikeri eseese. E le gata i lea, i le faaopoopo atu i mea e le mafai ona taofiofia e pei o tulaga o le auala ma le vevela o le siosiomaga, o le faʻaaogaina masani o le maa e taua foi, e aofia ai le voltage talafeagai, le loloto talafeagai o le lafoaia, ma isi.

4. toilalo i le taimi o le molia ma le lafoaia

O le maa e masani lava ona soona totogi a'o fa'aoga. O lo'o fa'aitiitia le ova o le fa'asa. O le vevela na tu'uina atu i le taimi o le fa'asili atu po'o le fa'a'ave'esea e ono fa'aputuina i totonu o le ma'a, ma fa'ateleina ai le vevela o le maa. E a'afia ai le ola tautua o le maa ma fa'atupula'ia ai le avanoa o le mu po'o le pa o le afa. E oʻo lava i lalo o le faʻatonuina masani ma le faʻaaogaina o tulaga, aʻo faʻateleina le numera o taamilosaga, o le a faʻateleina le le tutusa o le gafatia o sela tasi i totonu o le maa. O le maa e sili ona maualalo le gafatia o le a oʻo i le faagasologa o le faʻatonuina ma le faʻaogaina o mea.

E ui lava o le LiFePO4 o loʻo i ai le faʻamautu lelei o le vevela pe a faʻatusatusa i isi mea eletise lelei i lalo o tulaga eseese o le tauina, e mafai foʻi ona faʻatupu ai le le saogalemu i le faʻaaogaina o maa eletise LiFePO4. I le overcharged state, o le solvent i le organic electrolyte e sili atu ona faigofie ile oxidative Decomposition. Faatasi ai ma vaifofo masani masani e faaaoga, ethylene carbonate (EC) o le a sili atu ona maua le oxidative Decomposition i luga o le pito i luga ole eletise lelei. Talu ai ona e papa'u le fa'aofiina o le lithium (fa'asaga i le malosi o le lithium) o le eletise graphite leaga, e matua'i fa'afuase'i fo'i le pa'u o le lithium i le eletise kalafi leaga.

O se tasi o mafuaʻaga autu mo le toilalo o le maa i lalo o le tele o faʻasalaga o le vaʻa puʻupuʻu i totonu e mafua mai i lala tioata lithium e tuia ai le diaphragm. Lu et al. su'esu'e le fa'aogaina o le fa'aogaina o le lithium i luga o le graphite fa'afeagai i luga o le eletise e mafua mai i le tau tele. O faʻaiʻuga e faʻaalia ai e leʻi suia le fausaga atoa o le eletise graphite leaga, ae o loʻo i ai lala tioata lithium ma ata tifaga. O le tali atu o le lithium ma le electrolyte e mafua ai ona faateleina pea le ata tifaga, lea e faʻaaogaina ai le lithium malosi ma mafua ai ona sosolo le lithium i le kalafi. O le eletise leaga e sili atu ona faigata, lea o le a faʻalauteleina ai le faʻaogaina o le lithium i luga o le faʻaogaina o le eletise le lelei, e mafua ai le faʻaitiitia o le gafatia ma le coulombic lelei.

E le gata i lea, o mea eleelea uamea (aemaise lava Fe) e masani ona manatu o se tasi o mafuaʻaga autu o le le manuia o le maa. Xu et al. su'esu'e fa'apitoa le fa'aogaina o le fa'aogaina o ma'a eletise LiFePO4 i lalo o tulaga fa'asili. O fa'ai'uga o lo'o fa'aalia ai o le redox o Fe i le taimi o le overcharge/discharge cycle e mafai ona maua, ma ua tu'uina atu le faiga fa'afoliga. Pe a tupu tele le tau, o le Fe e muamua faʻamaʻiina i le Fe2 +, Fe2 + faʻaleagaina atili i le Fe3 +, ona aveese lea o Fe2 + ma Fe3 + mai le eletise lelei. O le tasi itu e sosolo i le itu eletise leaga, Fe3 + ua iu lava ina faʻaititia i le Fe2 +, ma Fe2 + ua faʻaititia atili e fai ai Fe; pe a overcharge / faʻamalo taamilosaga, Fe tioata lala o le a amata i le lelei ma le leaga electrodes i le taimi lava e tasi, tuia le separator e fausia Fe alalaupapa, e mafua ai le micro maa Short circuit, o le mea e foliga mai e o faatasi ma le maa's micro short circuit o le faaauau pea. fa'atuputeleina le vevela pe'ā uma ona fa'asili.

I le taimi o le soona totogi, o le gafatia o le eletise leaga o le a vave ona oso aʻe. O le faʻatupulaia o le gafatia o le a faʻaumatia ai le ata SEI i luga o le pito i luga ole electrode le lelei (o le vaega mauoa i mea faʻapipiʻi inorganic i le ata SEI e sili atu ona faʻamaʻiina), lea o le a mafua ai le Decomposition faaopoopo o le electrolyte, e mafua ai le leiloa o le gafatia. O le mea e sili atu ona taua, o le a faʻamaʻi faʻamaʻiina le komipiuta le lelei o loʻo iai nei Cu foil. I le ata SEI o le electrode le lelei, Yang et al. maua Cu2O, o le oloa oxidation o Cu foil, lea o le a faateleina ai le tetee i totonu o le maa ma mafua ai le gau o le malosi o le afa.

O ia et al. su'esu'e auiliili le fa'agaioiina o le fa'amalo o ma'a eletise LiFePO4. O faʻaiʻuga na faʻaalia ai e mafai ona faʻamaʻiina i le Cu + i le taimi o le tuʻuina atu, ma o le Cu + o loʻo faʻamaʻiina atili i le Cu2 +, a maeʻa ona latou faʻasalalau atu i le eletise lelei. E mafai ona tupu se fa'aitiitiga tali ile eletise lelei. I lenei auala, o le a fausia ai lala tioata i luga o le itu electrode lelei, tuia le separator ma mafua ai se micro short circuit i totonu o le maa. E le gata i lea, ona o le ova o le faʻamalo, o le a faʻaauau pea ona siitia le vevela o le maa.

O le tele o le totogi o le LiFePO4 maa eletise e mafai ona mafua ai le pala o le electrolyte oxidative, le evolusione lithium, ma le fausiaina o lala tioata Fe; e mafai ona fa'aleagaina le SEI, e mafua ai le fa'aleagaina o le gafatia, Cu foil oxidation, ma e o'o lava i foliga vaaia o lala tioata Cu.

5. isi toilalo

Ona o le maualalo o le conductivity o le LiFePO4, o le morphology ma le tele o mea lava ia ma aafiaga o le conductive agents ma binders e faigofie ona faʻaalia. Gaberscek et al. talanoaina le lua feteʻenaʻi itu taua o le tele ma le carbon coating ma maua ai o le electrode impedance o LiFePO4 e na o le fesootai i le tele o vaega laiti. O le faʻaletonu o le anti-site i le LiFePO4 (Fe o loʻo nofo i nofoaga Li) o le a i ai se aafiaga faʻapitoa i le faʻatinoga o le maa: ona o le tuʻuina atu o ion lithium i totonu o le LiFePO4 e tasi le itu, o lenei faaletonu o le a taofia ai le fesoʻotaʻiga o ion lithium; ona o le faʻaofiina o setete valence maualuga Ona o le faʻaopoopoina o le electrostatic repulsion, o lenei faaletonu e mafai foi ona mafua ai le le mautonu o le fausaga o le LiFePO4.

O vaega tetele o le LiFePO4 e le mafai ona matua fiafia i le faaiuga o le molia; e mafai e le nano-structured LiFePO4 faʻaitiitia faʻafitauli faʻafefe, ae o lona malosi maualuga maualuga o le a mafua ai le faʻamalolo o le tagata lava ia. O le PVDF o le mea faʻapipiʻi e masani ona faʻaaogaina i le taimi nei, o loʻo i ai faʻafitauli e pei o le tali atu i le maualuga o le vevela, faʻamavaeina i le eletise e le o le vai, ma le le lava o le fetuutuunai. E iai sona aafiaga fa'apitoa i le gau ma le ta'amilosaga ola ole LiFePO4. E le gata i lea, o le aoina o loʻo i ai nei, diaphragm, electrolyte composition, gaosiga o gaioiga, mea a le tagata, vibration i fafo, teʻi, ma isi, o le a aʻafia ai le gaioiga o le maa i tulaga eseese.

Fa'amatalaga: Miao Meng et al. "Su'esu'ega Alualu i Luma i le le manuia o Lithium Iron Phosphate Power Maa."