磷酸鐵鋰離子電池的工作原理

磷酸鐵鋰離子電池的全稱是磷酸鐵鋰離子電池，名稱太長(zhǎng)，簡(jiǎn)稱磷酸鐵鋰離子電池。因?yàn)樗墓δ芴貏e適合電力應(yīng)用，所以在標(biāo)題中新增了power一詞，即磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池。其他人稱之為鋰-鐵(生命)動(dòng)力鋰電池。

意義:

在金屬市場(chǎng)上，鈷(Co)是最昂貴的，而且礦床很少，鎳(Ni)和錳(Mn)更便宜，鐵(Fe)最便宜。這些積極的數(shù)據(jù)也與這些金屬的價(jià)格一致。因此，由LiFePO4陽(yáng)極材料制成的鋰離子電池應(yīng)該是最便宜的。它的另一個(gè)特點(diǎn)是它對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染。

充電電池的要求是:高容量,高輸出電壓、優(yōu)良的充放電循環(huán)功能,穩(wěn)定輸出電壓,大電流充放電、電化學(xué)穩(wěn)定的功能,使用安全(不充電,放電,短路等),操作不當(dāng),引起火災(zāi)或爆炸,工作溫度范圍寬,無(wú)毒或少毒藥,對(duì)環(huán)境無(wú)污染。選擇磷酸鐵鋰陰極磷酸亞鐵鋰離子電池的功能需求是好的,尤其是在大型放電率放電(5~10c放電),放電電壓穩(wěn)定,安全,不會(huì)燃燒,不會(huì)爆炸,和承擔(dān)(周期),對(duì)環(huán)境無(wú)污染,它是最好的,現(xiàn)在是最好的大電流輸出功率電池。

結(jié)構(gòu)及工作原理:

LiFePO4電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。左側(cè)為橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4，作為電池的正極，通過(guò)鋁箔與正極連接。中間是聚合物的阻擋層，將正極和負(fù)極分開(kāi)，鋰離子Li+可以通過(guò)，而電子e-則不能。右邊是電池的負(fù)極，由碳(石墨)構(gòu)成，用銅箔與電池的負(fù)極連接。在電池的上下兩端之間是電池的電解質(zhì)，電池被封裝在金屬外殼中。

當(dāng)LiFePO4電池充電時(shí)，正極的鋰離子Li+通過(guò)聚合物阻擋層移動(dòng)到負(fù)極。在放電過(guò)程中，負(fù)極中的鋰離子通過(guò)間隙向正極移動(dòng)。鋰離子電池得名于鋰離子在充電和放電時(shí)來(lái)回移動(dòng)。

重要功能:

其額定電壓為3.2v，停止充電電壓為3.6v，停止放電電壓為2.0v。由于各廠家選擇正極、負(fù)極、電解液的質(zhì)量和工藝不同，其性能會(huì)有一些不同。例如，相同品種(相同包裝規(guī)格的電池)的電池容量差異很大(10%~20%)。

磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池的重要功能如表1所示。為了與其他可充電電池比較，其他可充電電池的特點(diǎn)也列于表內(nèi)。在這里澄清一下，不同廠家生產(chǎn)的磷酸鐵鋰離子電池在各項(xiàng)功能參數(shù)上會(huì)有一定的差異;此外，還不包括電池的一些功能，如電池內(nèi)阻、自放電率、充放電溫度等。

磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池重要功能參數(shù)

磷酸鐵鋰離子電池的容量差別很大，可分為三大類:小的只有零點(diǎn)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(shù)也有一定的差異。以下是目前廣泛使用的小型標(biāo)準(zhǔn)圓柱形鋰鐵動(dòng)力鋰電池的參數(shù)。外形尺寸:直徑18mm，高度650mm(18650型)。