鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1944次 | 2018年05月12日
鐵鋰電池定義
鐵鋰電池是鋰電池家族中的一類電池,正極材料主要為磷酸鐵鋰材料·又簡稱為鋰鐵電池。與傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池相比,鋰離子電池在工作電壓、能量密度、循環(huán)壽命等方面都具有顯著優(yōu)勢。
鐵鋰電池與傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池相比,具有以下優(yōu)點(diǎn):能量密度高、安全性強(qiáng)高溫性能好、高功率輸出、長循環(huán)壽命、重量輕,節(jié)省機(jī)房加固成本、體積小,電池長壽命、安全性好等優(yōu)點(diǎn)。
1990年,索尼公司率先在實(shí)驗(yàn)室推出了以LiCoO2為正極材料的鋰離子電池,并于1991年開始產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。與傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池相比,鋰離子電池在工作電壓、能量密度、循環(huán)壽命等方面都具有顯著優(yōu)勢。所以,在過去的二十年間鋰離子電池被廣泛應(yīng)用于便攜電子設(shè)備、電動(dòng)工具等領(lǐng)域。而近幾年,隨著全球?qū)?jié)能減排的關(guān)注,鋰離子電池也逐漸被應(yīng)用于通信、國家電網(wǎng)以及電動(dòng)汽車等多種行業(yè)。對(duì)于通信電源行業(yè)節(jié)能減排來說,要求蓄電池體積更小、重量更輕、壽命更長、更耐高溫、維護(hù)更容易、性能更穩(wěn)定、更環(huán)保等,因此為了順應(yīng)這些需求,鋰離子電池也正逐漸向大容量電池方向轉(zhuǎn)變,通信用磷酸鐵鋰電池應(yīng)運(yùn)而生。abc鐵鋰電池是鋰電池家族中的一類電池,正極材料主要為磷酸鐵鋰材料.又簡稱為鋰鐵電池。
鐵鋰電池,并非像網(wǎng)上有些朋友說的那樣安全。一樣會(huì)發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。技術(shù)就要求實(shí)話實(shí)說,要有嚴(yán)謹(jǐn)性。
磷酸鐵鋰電池26650-3AH進(jìn)行3C10V過充,結(jié)果電池發(fā)生爆炸。重復(fù)測試,結(jié)果相近。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
(注,該實(shí)驗(yàn)是對(duì)某未成形產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn),并且,述說人不能提供照片)
當(dāng)鋰電池大電流充放電時(shí),電池內(nèi)部持續(xù)升溫,活化過程中所產(chǎn)生的氣體膨脹,電池內(nèi)壓加大,壓力達(dá)到一定程度,如外殼有傷痕,即會(huì)破裂,引起漏液、起火,甚至爆炸。所以,大家使用時(shí),一定要注意安全。
但是在正常的使用過程中,一般會(huì)使用電池管理系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力鋰電池進(jìn)行保護(hù),所以幾乎沒有爆炸現(xiàn)象。但是對(duì)于手機(jī)電池,由于保護(hù)措施不到位,反而更容易發(fā)生爆炸。
鐵鋰電池的全名是磷酸鐵鋰鋰離子電池,由于其性能特別適合于動(dòng)力方面的應(yīng)用,因而也有人叫它“鋰鐵動(dòng)力電池”。(以下簡稱“鋰鐵電池”)
鐵鋰電池的工作原理(LiFePO4)
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
LiFePO4電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。左邊是橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4作為電池的正極,由鋁箔與電池正極連接,中間是聚合物的隔膜,它把正極與負(fù)極隔開,但鋰離子Li+可以通過而電子e-不能通過,右邊是由碳(石墨)組成的電池負(fù)極,由銅箔與電池的負(fù)極連接。電池的上下端之間是電池的電解質(zhì),電池由金屬外殼密閉封裝。
LiFePO4電池在充電時(shí),正極中的鋰離子Li+通過聚合物隔膜向負(fù)極遷移;在放電過程中,負(fù)極中的鋰離子Li+通過隔膜向正極遷移。鋰離子電池就是因鋰離子在充放電時(shí)來回遷移而命名的。
LiFePO4電池主要性能
LiFePO4電池的標(biāo)稱電壓是3.2V、終止充電電壓是3.6V、終止放電壓是2.0V。由于各個(gè)生產(chǎn)廠家采用的正、負(fù)極材料、電解質(zhì)材料的質(zhì)量及工藝不同,其性能上會(huì)有些差異。例如同一種型號(hào)(同一種封裝的標(biāo)準(zhǔn)電池),其電池的容量有較大差別(10%~20%)。
磷酸鐵鋰電池其實(shí)就是以磷酸鐵鋰為正極資料的鋰離子電池,而關(guān)于鋰離子電池來說,正極資料分好多種如鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元資料、磷酸鐵鋰等,其間磷酸鐵鋰是當(dāng)今鋰電工業(yè)中最常用的一種資料。
磷酸鐵鋰電池由鋁箔與電池正極聯(lián)接,左面是聚合物的隔閡它把正極與負(fù)極離隔,但鋰離子Li可以始末而電子e-不能始末,右邊是由碳組成的電池負(fù)極,由銅箔與電池的負(fù)極聯(lián)接,電池的上下端之間是電池的電解質(zhì),電池由金屬外殼密閉封裝,LiFePO4電池在充電時(shí),正極中的鋰離子Li始末聚合物隔閡向負(fù)極搬遷;在放電進(jìn)程中,負(fù)極中的鋰離子Li始末隔閡向正極搬遷,鋰離子電池就是因鋰離子在充放電時(shí)來回搬遷而命名的。
鋰離子電池作業(yè)原理,電池充電時(shí),Li從磷酸鐵鋰晶體的010面搬遷到晶體外表,在電場力的效果下,進(jìn)入電解液,穿過隔閡,再經(jīng)電解液搬遷到石墨晶體的外表,然后嵌入石墨晶格中,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),Li從石墨晶體中脫嵌出來,進(jìn)入電解液,穿過隔閡,再經(jīng)電解液搬遷到磷酸鐵鋰晶體的外表,然后重新經(jīng)010面嵌入到磷酸鐵鋰的晶格內(nèi),再經(jīng)導(dǎo)電體流到磷酸鐵鋰正極而開始放電。
對(duì)準(zhǔn)磷酸鐵鋰電池正負(fù)極的導(dǎo)電而言,必須在電池的正負(fù)極中參加導(dǎo)電劑,使之在電池的活性資猜中構(gòu)成,在理論描繪進(jìn)程中和理論出產(chǎn)進(jìn)程中,如何結(jié)束上述三個(gè)等式,還需要描繪一系列的試驗(yàn)來進(jìn)行驗(yàn)證,樹立數(shù)學(xué)模型或許樹立履歷公式,然后始末這些模型或許公式來進(jìn)行鋰離子電池的描繪。
當(dāng)時(shí),國內(nèi)的鋰離子電池技能老到,以具有世界領(lǐng)先級(jí)水平,當(dāng)時(shí)業(yè)界仍是注重于以磷酸鐵鋰資料為正極的鋰離子電池,也有不少國家研發(fā)了新的鋰離子電池資料,僅僅當(dāng)時(shí)并沒有規(guī)?;霎a(chǎn),有學(xué)者指出,至少在10內(nèi)磷酸鐵鋰正極資料是打開的干流工業(yè)。
1、效率輸出:標(biāo)準(zhǔn)放電為2~5C、連續(xù)高電流放電可達(dá)10C,瞬間脈沖放電(10S)可達(dá)20C;
2、溫時(shí)性能良好:外部溫度65℃時(shí)內(nèi)部溫度則高達(dá)95℃,電池放電結(jié)束時(shí)溫度可達(dá)160℃。
3、電池的安全性,有一定的改善,但不徹底,還有危險(xiǎn)性。
4、好的循環(huán)壽命,經(jīng)500次循環(huán),其放電容量仍大于95%;
5、放電到零伏也無安全問題;
6、快速充電;
7、成本低;
8、環(huán)境無污染。
磷酸鐵鋰電池與傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池相比,具有以下優(yōu)點(diǎn):
?。?)能量密度高:標(biāo)稱電壓為3.2V,能量密度是鉛酸電池的4倍左右,體積小、重量輕;
?。?)安全性強(qiáng):磷酸鐵鋰正極材料具有良好的電化學(xué)性能,充放電平臺(tái)十分平穩(wěn),充放電過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,電池不燃燒、不爆炸、安全性好;
?。?)高溫性能好:外部溫度55℃時(shí)電池正常工作;
?。?)高功率輸出:標(biāo)準(zhǔn)放電為0.2C、可3C充放;
?。?)長循環(huán)壽命:常溫1C充放電,單體經(jīng)2000次循環(huán)后容量仍大于80%;
?。?)環(huán)保:整個(gè)生產(chǎn)過程清潔無毒,所有原料都無毒。
通信用磷酸鐵鋰電池應(yīng)用相比傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池更能體現(xiàn)“節(jié)能”、“節(jié)材”、“節(jié)地”等節(jié)能減排工作的需求。