低温18650 3500
无磁低温18650 2200
过针刺低温18650 2200
低温磷酸3.2V 20Ah
21年专注锂电池定制

磷酸铁锂电池的工作原理以及工作温度

钜大LARGE  |  点击量:175次  |  2023年11月30日  

磷酸铁锂离子电池的工作原理


磷酸铁锂离子电池,是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料重要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。


磷酸铁锂离子电池在充电时,正极中的锂离子Li+通过聚合物隔膜向负极迁移;在放电过程中,负极中的锂离子Li+通过隔膜向正极迁移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。


磷酸铁锂离子电池充电时,Li+从磷酸铁锂晶体的010面迁移到晶体表面,在电场力的用途下,进入电解液,穿过隔膜,再经电解迁移到石墨烯的表面,然后嵌入石墨烯晶格中,与此同时,电子经导电体流向正极的铝箔电极,经极耳、电池极柱、外电路、负极极柱、负极耳流向负极的铜箔集流体,再经导电体到石墨负极,是负极的电荷达至平衡,锂离子从磷酸铁锂脱嵌后,磷酸铁锂转化成磷酸铁。


磷酸铁锂离子电池放电时,Li+从石墨晶体中脱嵌出来,进入电解液,穿过隔膜,再经电解液迁移到磷酸铁锂晶体的表面,然后重新经010面嵌入到磷酸铁锂的晶格内。同时,电池经导电体流向负极的铜箔集电极,经极耳、电池负极柱、外电路、正极极柱、正极耳流向正极的铜箔集流体,再经导电体到磷酸铁锂正极,使正极的电荷达到平衡状态。


磷酸铁锂离子电池工作温度


目前使用相对较多的锂离子电池组是磷酸铁锂离子电池组,因为大家都了解锂离子电池本身的稳定性较差,相对来讲其安全系数并不是很高,而磷酸铁锂离子电池则是在原有的锂离子电池的正极材料基础上对其进行改进,让其的安全系数更高,常见的磷酸铁锂离子电池组正极材料有钻酸锂,锰酸锂以及镍酸锂等等,最为常用的则是钻酸锂。虽然磷酸铁锂离子电池组也属于锂离子电池,但是从正极材料上我们可以看出,磷酸铁锂离子电池是目前锂离子电池中稳定性较高的电池,而且就成本来讲,也不算很高,所以磷酸铁锂离子电池组在一些大型工业以及移动移动基站中使用的越来越多。


但是磷酸铁锂离子电池的振实密度较低,也正是这一特点决定了磷酸铁锂离子电池在电动工具方面上的使用有所成效,相对来讲假如将磷酸铁锂离子电池应用在手机上,那么它的弊端则暴露无遗,最为明显的一个缺点就是容量不足。在工作的时候,磷酸铁锂离子电池组难免会出现热量,一般来讲,磷酸铁锂离子电池组的工作环境是-50℃到+80℃之间,但是实际情况中,磷酸铁锂离子电池组在工作的过程中以及国祚过程之后都是要出现热量的,所以,我们最好将磷酸铁锂离子电池组的温度控制在+50摄氏度之下,然而磷酸铁锂离子电池组最大的一个缺点就是关于低温的耐性很低,通俗的讲就是磷酸铁锂离子电池组不耐低温,所以尽量不要在超过的温度范围内工作。


不管磷酸铁锂离子电池组是在高温下工作还是低温下工作,两种情况都会对磷酸铁锂离子电池组出现较大的损耗,因为磷酸铁锂离子电池组长期在高温下工作,虽然从化学角度来讲有利于电极材料的转换,但是上面也讲到磷酸铁锂离子电池组重要应用于电动工具方面,所以其放电量是很大的,虽然磷酸铁锂离子电池组具有耐高温的特点,但是长期在高温下工作也是会对磷酸铁锂离子电池组有一定的影响,最为常见的就是使用一段时间后发现电池组的容量明显下降,关于此种情况,这是所有二次电池的通病,而磷酸铁锂离子电池在这方面的损耗还是相对较低的。而低温关于磷酸铁锂离子电池组的影响可就稍微大点了,因为上文也提到过,磷酸铁锂离子电池组能够有很好的稳定性,全部得益于它的正极材料,但所谓凡事都有两面性,虽然磷酸铁锂离子电池的正极材料使得其本身的稳定性增强,安全性大涨,但是相关于其他的锂离子电池来讲,磷酸铁锂离子电池组的导电性能相对较差,而低温是会影响到电解液的,因为高导电率的电解液的凝点较低,在低温环境下很容易发生结冰现象,所以低温环境关于磷酸铁锂申池组来讲则是雪上加霜,在低温下工作会发现磷酸铁锂离子电池性能大幅度下降,工作时会有断开的现象。



钜大锂电,22年专注锂电池定制

钜大核心技术能力