鉅大LARGE | 點擊量:2765次 | 2019年03月14日
磷酸鐵鋰電池技術及應用場景介紹
在新能源使用的電池中,除了三元鋰電池,還會使用磷酸鐵鋰電池,今天帶大家認識一下磷酸鐵鋰電池的工作原理和優缺點。
工作原理
磷酸鐵鋰電池,是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數鋰離子電池使用的正極材料。
意義
金屬交易市場,鈷(Co)最貴,并且存儲量不多,鎳(Ni)、錳(Mn)較便宜,而鐵(Fe)存儲量較多。正極材料的價格也與這些金屬的價格行情一致。因此,采用LiFePO4正極材料做成的鋰離子電池應是挺便宜的。它的另一個特點是對環境環保無污染。
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%
作為充電電池的要求是:容量高、輸出電壓高、良好的充放電循環性能、輸出電壓穩定、能大電流充放電、電化學穩定性能、使用中安全(不會因過充電、過放電及短路等操作不當而引起燃燒或爆炸)、工作溫度范圍寬、無毒或少毒、對環境無污染。采用LiFePO4作正極的磷酸鐵鋰電池在這些性能要求上都不錯,特別在大放電率放電(5——10C放電)、放電電壓平穩上、安全上(不燃燒、不爆炸)、壽命上(循環次數)、對環境無污染上,它是最好的,是目前最好的大電流輸出動力電池。
結構與工作原理
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)組成的電池負極,由銅箔與電池的負極連接。電池的上下端之間是電池的電解質,電池由金屬外殼密閉封裝。
LiFePO4電池在充電時,正極中的鋰離子Li通過聚合物隔膜向負極遷移;在放電過程中,負極中的鋰離子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來回遷移而命名的。
磷酸鐵鋰電池的優點
1、磷酸鐵鋰電池的壽命長,循環壽命在2000次以上。在同樣的條件下,磷酸鐵鋰電池可使用7到8年的時間。2、使用安全。磷酸鐵鋰電池經過嚴格的安全測試,即使在交通事故中也不會發生爆炸。3、充電快速。使用專用充電器,1.5C充電40分鐘即可以使電池充滿。4、磷酸鐵鋰電池耐高溫,磷酸鐵鋰電池熱風值可以達到350到500攝氏度。5、磷酸鐵鋰電池的容量大。6、磷酸鐵鋰電池沒有記憶效應。7、磷酸鐵鋰電池綠色環保,無毒,無污染,原材料來源廣泛,價格便宜。
磷酸鐵鋰電池的缺點
1、磷酸鐵鋰電池正極的振實密度小,密度一般在0.8到1.3左右。體積大。2、導電性能差,鋰離子擴散速度慢,高倍充放電時,實際的比容量低。3、磷酸鐵鋰電池的低溫性能差。4、磷酸鐵鋰電池單個電池的壽命長,在2000次左右,但是磷酸鐵鋰電池組的壽命短,一般在500次左右。
磷酸鐵鋰電池的的應用領域
大型電動車輛:公交車、電動汽車、景點游覽車及混合動力車等;輕型電動車:電動自行車、高爾夫球車、小型平板電瓶車、鏟車、清潔車、電動輪椅等;電動工具:電鉆、電鋸、割草機等;遙控汽車、船、飛機等玩具;