低温18650 3500
无磁低温18650 2200
过针刺低温18650 2200
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磷酸铁锂离子电池的结构与工作原理讲解

钜大LARGE  |  点击量:1197次  |  2020年12月29日  

磷酸铁锂离子电池的全称是磷酸铁锂锂离子电池,这个名字太长了,简称磷酸铁锂离子电池。由于其性能特别适合电力应用,所以在名称中加入了power一词,即磷酸铁锂动力锂电池。也有人称之为锂-铁(生命)动力锂电池


工作原理


磷酸铁锂离子电池是指以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池。锂离子电池正极材料重要有锂钴酸、锂锰酸、锂镍酸、三元材料、磷酸铁锂等。锂钴氧化物是大多数锂离子电池的负极材料。


意义


在金属市场上,钴(Co)是最昂贵的,储存也不多,镍(Ni)、锰(Mn)较便宜,而铁(Fe)储存较多。阳极材料的价格与这些金属的价格一致。因此,使用锂离子电池制成的LiFePO4正极材料应该是相当便宜的。它的另一个特点是对环境的环保无污染。


充电电池的要求是:高容量,高输出电压、充放电循环性能好,稳定的输出电压,大电流充放电、电化学稳定、使用安全(不收取、放电和短路操作不当造成的,如燃烧或爆炸),工作温度范围宽,无毒或少毒药,对环境无污染。采用磷酸铁锂磷酸铁锂离子电池的阳极是好这些性能要求,特别是在大型放电率放电(5~10c放电),放电电压稳定,安全,不会燃烧,不会爆炸,和生活(周期),对环境无污染,它是最好的,是目前最好的电池大电流输出功率。


结构与工作原理


LiFePO4作为电池的正极,通过铝箔与电池的正极连接。中间是聚合物的膜,它将正极和负极分开,但是锂离子Li可以通过,而电子e-则不能。右边是电池的负极,由碳(石墨)组成,用铜箔连接到电池的负极上。在电池的上下两端之间是电池的电解液,它被密封在一个金属盒子里。


当LiFePO4电池充电时,正极锂离子Li通过聚合物膜向负极迁移。在放电过程中,负极中的锂离子通过隔膜向正极迁移。锂离子电池是根据锂离子在充电和放电之间来回移动的事实来命名的。


的重要性能


电池额定电压为3.2v,终端充电电压为3.6v,终端放电电压为2.0v。由于各厂家所使用的阳极、阴极、电解液材料的质量和工艺不同,其性能也存在一定的差异。例如,同一型号(同一包装标准电池)的电池容量差异很大(10%~20%)。


要说明的是,不同厂家生产的磷酸铁锂离子电池各性能参数存在差异;此外,还有一些电池性能不包括在内,如电池内阻、自放电率、充放电温度等。


磷酸铁锂动力锂电池的容量差别很大,可分为三种类型:小的只有零点几毫安,中等的只有几十毫安,大的只有几百毫安。不同类型的电池在相同的参数上也有一些差异。


过放电至零电压试验:


使用STL18650(1100mAh)磷酸铁锂动力锂电池做零电压放电试验。测试条件:对1100mAhSTL18650电池充电0.5c,放电至0C电压,放电1.0c。将0V电池分成两组:一组7天,另一组30天。储存期满后,充电0.5c,放电1.0c。最后,比较了两种零电压存储周期的差别。


试验结果表明,零电压存储7天后,电池无泄漏,性能良好,容量为100%。30天后,无泄漏,性能良好,产量98%;储存30天后,电池进行了三次充放电,容量恢复到100%。


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