Die Lebensdauer von Lithium-Eisenphosphat-Batterien (auch bekannt als LiFePO4 oder LFP) liegt bei über 2000 Ladezyklen. Zudem sind sie sicherer, da sie ein geringeres Überhitzungsrisiko aufweisen. LiFePO4 -Batterien haben im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien eine etwas geringere Energiedichte. Aufgrund ihrer hohen Entladeraten eignen sich LFP-Batterien jedoch ideal für Elektrofahrzeuge, die Speicherung erneuerbarer Energien und Notstromsysteme. Lithiumeisen(II)-phosphat wird als Kathodenmaterial in Lithium-Eisenphosphat-Batterien verwendet. Die Charakterisierung von LFP und die Überwachung des Oxidationszustands von Eisen in LFP-Batterien ist für die Batterieleistung im Hinblick auf Haltbarkeit, Kapazität und Sicherheit von Bedeutung. Darüber hinaus kann die Analyse der chemischen Zusammensetzung für die Batterieforschung nützlich sein und zu umweltfreundlichen Recyclingverfahren beitragen. Diese Punkte sind essenziell, um die Batterietechnologie voranzutreiben und saubere Energielösungen zu fördern.
Die polarographische Speziation von Fe(II) und Fe(III) kann zur Bewertung der Reinheit von LiFePO4 und dessen Verwendbarkeit als Kathodenmaterial in Lithium-Eisenphosphat-Batterien eingesetzt werden. Darüber hinaus können damit die Konzentrationen von Fe(II) und Fe(III) im Kathodenmaterial nach mehreren Lade- und Entladezyklen untersucht werden, um so das Alterungsverhalten zu beurteilen.
Reines LiFePO4
Die LFP-Probe wird eingewogen, mit entgaster verdünnter Schwefelsäure vermischt, 15 Minuten lang auf 85 °C erhitzt und danach abgekühlt. Anschließend wird die aufgeschlossene Probenlösung in das Messgefäß zugegeben, das bereits 20 mL entgasten Elektrolyten enthält. Die Quantifizierung erfolgt mittels zweier Standardzugaben mit separaten Fe(II)- und Fe(III)-Lösungen.
| Parameter | Einstellung |
|---|---|
| Betriebsart | DME |
| Startpotential | 0,0 V |
| Endpotential | -1,5 V |
| Sweep-Rate | 30 mV/s |
| Peakpotential Fe(II) | -0,25 V |
| Peakpotential Fe(III) | -0,8 V |
- Multi-Mode-Elektrode pro
Die viva-Software bietet unübertroffene Vielseitigkeit und Flexibilität, indem sie die Datenkonvertierung automatisiert und Messdaten in verschiedenen Einheiten anzeigt, um Zeit zu sparen und das Fehlerrisiko zu verringern. Tabelle 2 zeigt, wie viva mühelos Konzentrationen von g/L in mg/g des getesteten Materials umrechnet und so das Verständnis der Ergebnisse für unerfahrene Benutzer verbessert.
| Probe | Fe(II) (g/L) | Fe(III) (g/L) |
|---|---|---|
| Aufgeschlossenes LiFePO4 | 2,8 | 0,09 |
| Probe | Fe(II) (mg/g) | Fe(III) (mg/g) |
|---|---|---|
| LiFePO4 | 350 | 11 |
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