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铁锂电池

2023-01-15 来源:与非网 浏览数:1

铁锂电池是锂电池家族中的一类电池,正极材料主要为磷酸铁锂材料。与传统的铅酸蓄电池相比,锂离子电池在工作电压、能量密度、循环寿命等方面都具有显著优势。

1.铁锂电池工作原理

铁锂电池的全名是磷酸铁锂锂离子电池,由于其性能特别适合于动力方面的应用,因而也有人叫它“锂铁动力电池”。(以下简称“锂铁电池”)

铁锂电池的工作原理(LiFePO4)

LiFePO4电池的内部结构:左边是橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正极,由铝箔与电池正极连接,中间是聚合物的隔膜,它把正极与负极隔开,但锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过,右边是由碳(石墨)组成的电池负极,由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质,电池由 金属外壳密闭封装。

LiFePO4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。

LiFePO4电池主要性能

LiFePO4电池的标称电压是3.2 V、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V。由于各个生产厂家采用的正、负极材料、电解质材料的质量及工艺不同,其性能上会有些差异。例如同一种型号(同一种封装的标准电池),其电池的容量有较大差别(10%~20%)。

铁锂电池工作原理

2.铁锂电池的特点

1、效率输出:标准放电为2~5C、连续高电流放电可达10C,瞬间脉冲放电(10S)可达20C;

2、温时性能良好:外部温度65℃时内部温度则高达95℃,电池放电结束时温度可达160℃。

3、电池的安全性,有一定的改善,但不彻底,还有危险性。

4、好的循环寿命,经500次循环,其放电容量仍大于95%;

5、放电到零伏也无安全问题;

6、快速充电;

7、成本低;

8、环境无污染。

铁锂电池的特点

3.铁锂电池应用领域

1、大型电动车辆:公交车、电动汽车、景点游览车及混合动力车等;

2、轻型电动车:电动自行车、高尔夫球车、小型平板电瓶车、铲车、清洁车、电动轮椅等;

3、电动工具:电钻、电锯、割草机等;

4、遥控汽车、船、飞机等玩具;

5、太阳能及风力发电的储能设备;

6、UPS及应急灯、警示灯及矿灯(安全性最好);

7、替代照相机中3V的一次性锂电池及9V的镍镉或镍氢可充电电池(尺寸完全相同);

8、小型医疗仪器设备及便携式仪器等。

举一个用铁锂动力电池替代铅酸电池的应用实例。采用36V/10Ah(360Wh)的铅酸电池,其重量12kg,充一次电可行走约50km,充电次数约100次,使用时间约1年。若采用锂铁动力电池,采用同样的360Wh能量(12个10Ah电池串联组成),其重量约4kg,充电一次可行走80km左右,充电次数可达1000次,使用寿命可达3~5年。虽然说锂铁动力电池的价格较铅酸电池高得多,但总的经济效果还是采用锂铁动力电池更好,并且在使用上更轻便。

铁锂电池是一种新型动力电池,由于其性能优良,受到各方面的重视。我国已有一些工厂生产锂铁电池正极材料及生产各种不同容量的铁锂l动力电池。不过,这种情况可望在2~3年内得到改变,锂铁动力电池将更便宜,并且其应用将更普遍,将是未来动力电池市场的主流 。

铁锂电池应用领域

 

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