磷酸鐵鋰電池的充放電反應(yīng)是在LiFePO4和FePO4兩相之間進(jìn)行。在充電過(guò)程中,LiFePO4逐漸脫離出鋰離子形成FePO4,在放電過(guò)程中,鋰離子嵌入FePO4形成LiFePO4。
電池充電時(shí),鋰離子從磷酸鐵鋰晶體遷移到晶體表面,在電場(chǎng)力的作用下,進(jìn)入電解液,然后穿過(guò)隔膜,再經(jīng)電解液遷移到石墨晶體的表面,而后嵌入石墨晶格中。
與此同時(shí),電子經(jīng)導(dǎo)電體流向正極的鋁箔集電極,經(jīng)極耳、電池正極柱、外電路、負(fù)極極柱、負(fù)極極耳流向電池負(fù)極的銅箔集流體,再經(jīng)導(dǎo)電體流到石墨負(fù)極,使負(fù)極的電荷達(dá)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。
電池放電時(shí),鋰離子從石墨晶體中脫嵌出來(lái),進(jìn)入電解液,然后穿過(guò)隔膜,經(jīng)電解液遷移到磷酸鐵鋰晶體的表面,然后重新嵌入到磷酸鐵鋰的晶格內(nèi)。
與此同時(shí),電子經(jīng)導(dǎo)電體流向負(fù)極的銅箔集電極,經(jīng)極耳、電池負(fù)極柱、外電路、正極極柱、正極極耳流向電池正極的鋁箔集流體,再經(jīng)導(dǎo)電體流到磷酸鐵鋰正極,使正極的電荷達(dá)至平衡。鋰離子嵌入到磷酸鐵晶體后,磷酸鐵轉(zhuǎn)化為磷酸鐵鋰。