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詳解磷酸鐵鋰離子電池的工作原理及特點

鉅大LARGE  |  點擊量:1019次  |  2020年12月10日  

磷酸鐵鋰離子電池的工作原理及特點


磷酸鐵鋰離子電池的全稱應該是磷酸鐵鋰離子電池,名稱太長,簡單來說就是磷酸鐵鋰離子電池。因為它的性能特別適合電力應用,所以在其名稱中加入了power一詞,即磷酸鐵鋰動力鋰電池。其他人稱之為鋰-鐵(生命)動力鋰電池


意義


當我添加這個條目時(2013年四月二十四日),鈷(Co)是最昂貴的,并且有少量的存儲,鎳(Ni)和錳(Mn)更便宜,而鐵(Fe)是最便宜的。陰極材料的價格也與這些金屬的價格一致。因此,由LiFePO4負極材料制成的鋰離子電池應該是最便宜的。另一個特點是它對環境沒有污染。


充電電池的要求是:高容量,高輸出電壓、充放電循環性能好,穩定的輸出電壓,大電流充放電、電化學穩定、使用安全(不收取、放電和短路操作不當造成的,如燃燒或爆炸),工作溫度范圍寬,無毒或少毒藥,對環境無污染。采用磷酸鐵鋰磷酸鐵鋰離子電池的陽極是好這些性能要求,特別是在大型放電率放電(5~10c放電),放電電壓穩定,安全,不會燃燒,不會爆炸,和生活(周期),對環境無污染,它是最好的,是目前最好的電池大電流輸出功率。


結構與工作原理


LiFePO4電池內部結構如圖1所示。左邊是橄欖石LiFePO4,它是電池的正極,由鋁箔連接。中間是聚合物的膜,它將正極和負極分開,但是鋰離子可以通過,而電子e-不能。右邊是由碳(石墨)構成的電池的負極,它通過銅箔與電池的負極相連。在電池的上下兩端之間是電池的電解質,電池被封裝在金屬外殼中。


當LiFePO4電池充電時,正極的鋰離子Li+通過聚合物膜向負極遷移。在放電過程中,負極中的鋰離子通過隔膜向正極遷移。鋰離子電池得名于鋰離子在充放電之間來回移動。


的重要性能


其額定電壓為3.2v,截止電壓為3.6v,截止電壓為2.0v。由于不同廠家使用的正極、負極材料和電解液材料的質量和工藝不同,其性能也會有所不同。例如同類型電池容量(同包裝標準電池)差異較大(10%~20%)。


磷酸鐵鋰動力鋰電池的重要性能如表1所示。與其他充電電池比較,其他充電電池的性能也列于表中。要說明的是,不同廠家生產的磷酸鐵鋰動力鋰電池的性能參數存在一定差異;此外,一些電池性能不包括在內,如電池內阻,自放電率,充電和放電溫度。


磷酸鐵鋰離子電池容量差異很大,可分為三大類:小的只有零點幾毫安,中等的只有幾十毫安,大的只有幾百毫安。不同類型電池的相似參數也有一定的差異。介紹了磷酸鐵鋰動力鋰電池的參數。外形尺寸:直徑18mm,高度650mm(型號18650),參數性能如表2所示。


過放至零電壓試驗


采用STL18650(1100mAh)磷酸鐵鋰動力鋰電池進行零電壓放電試驗。測試條件:對1100mAhSTL18650電池充電0.5c,再放電至0C電壓,放電1.0c。然后將0V電池分為兩組:一組7天,另一組30天;儲存期滿后,充電0.5c,放電1.0c。最后,比較了兩種零電壓存儲周期的差別。


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