Introduzione della batteria al litio ferro fosfato

Nella struttura cristallina di LiFePO4, gli atomi di ossigeno sono strettamente impacchettati in una disposizione esagonale. Il tetraedro PO43 e l'ottaedro FeO6 formano lo scheletro spaziale del cristallo, con Li e Fe che occupano i vuoti ottaedrici, mentre P occupa i vuoti tetraedrici, dove Fe occupa la posizione co-angolare dell'ottaedro e Li occupa la posizione co-bordo dell'ottaedro . Gli ottaedri FeO6 sono interconnessi sul piano bc del cristallo, mentre la struttura ottaedrica LiO6 nella direzione dell'asse b è interconnessa in una struttura a catena. 1 ottaedro FeO6 coesiste con 2 ottaedri LiO6 e 1 tetraedro PO43. [3]
A causa della discontinuità della rete co-ottaedrica FeO6, non si può formare conduttività elettronica; Allo stesso tempo, il tetraedro PO43 limita la variazione di volume del reticolo, influenzando il de-incorporamento e la diffusione elettronica di Li plus, con conseguenti conduttività elettronica ed efficienza di diffusione ionica estremamente basse del materiale catodico LiFePO4. [3]
La capacità specifica teorica delle batterie LiFePO4 è relativamente elevata (circa 170 mAh/g) e la piattaforma di scarica è di 3,4 V. Li plus subisce un processo di scarica di carica rimuovendolo e incorporandolo avanti e indietro tra gli elettrodi positivi e negativi. Durante la carica, si verifica una reazione di ossidazione, in cui Li plus migra dall'elettrodo positivo ed è incorporato nell'elettrodo negativo attraverso l'elettrolita. Il ferro cambia da Fe2 plus a Fe3 plus , portando a una reazione di ossidazione.