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鋰離子電池的結(jié)構(gòu)及原理
鋰電池是20世紀(jì)開發(fā)成功的新式高能電池,能夠理解為含有鋰元素(包含金屬鋰、鋰合金、鋰離子、鋰聚合物)的電池,可分為鋰金屬電池(很少的生產(chǎn)和運(yùn)用)和鋰離子電池(如今很多運(yùn)用)。因其具有比能量高、電池電壓高、作業(yè)溫度范圍寬、貯存壽數(shù)長等長處,已廣泛運(yùn)用于特種和民用小型電器中,如移動(dòng)電話、便攜式計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)、照相機(jī)等,部分代替了傳統(tǒng)電池。
01
鋰離子電池的由來及發(fā)展
1970年代??松腗.S.Whittingham選用硫化鈦?zhàn)鳛檎龢O資料,金屬鋰作為負(fù)極資料,制成首個(gè)鋰電池。
1980年,J.Goodenough發(fā)現(xiàn)鈷酸鋰能夠作為鋰離子電池正極資料。
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%
982年伊利諾伊理工大學(xué)(theIllinoisInsTItuteofTechnology)的R.R.Agarwal和J.R.Selman發(fā)現(xiàn)鋰離子具有嵌入石墨的特性,此進(jìn)程是快速的,而且可逆。與此一起,選用金屬鋰制成的鋰電池,其安全隱患備受重視,因而人們嘗試運(yùn)用鋰離子嵌入石墨的特性制作充電電池。首個(gè)可用的鋰離子石墨電極由貝爾實(shí)驗(yàn)室試制成功。
1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人發(fā)現(xiàn)錳尖晶石是優(yōu)秀的正極資料,具有低價(jià)、安穩(wěn)和優(yōu)秀的導(dǎo)電、導(dǎo)鋰功用。其分化溫度高,且氧化性遠(yuǎn)低于鈷酸鋰,即便呈現(xiàn)短路、過充電,也能夠避免了焚燒、爆破的危險(xiǎn)。
1989年,A.Manthiram和J.Goodenough發(fā)現(xiàn)選用聚合陰離子的正極將發(fā)生更高的電壓。
1991年索尼公司發(fā)布首個(gè)商用鋰離子電池。隨后,鋰離子電池改造了消費(fèi)電子產(chǎn)品的相貌。
1996年P(guān)adhi和Goodenough發(fā)現(xiàn)具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽,如磷酸鋰鐵(LiFePO4),比傳統(tǒng)的正極資料更具優(yōu)越性,因而已成為當(dāng)前主流的正極資料。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
鋰離子電池(Li-ionBatteries)是鋰電池發(fā)展而來。所以在介紹Li-ion之前,先介紹鋰電池。舉例來講,扣子式電池就屬于鋰電池。鋰電池的正極資料是二氧化錳或亞硫酰氯,負(fù)極是鋰。電池組裝完成后電池即有電壓,不需充電。這種電池也能夠充電,但循環(huán)功用欠好,在充放電循環(huán)進(jìn)程中,簡單形成鋰枝晶,形成電池內(nèi)部短路,所以一般情況下這種電池是制止充電的。
后來,日本索尼公司發(fā)明晰以炭資料為負(fù)極,以含鋰的化合物作正極的鋰電池,在充放電進(jìn)程中,沒有金屬鋰存在,只要鋰離子,這便是鋰離子電池。
20世紀(jì)90年代初,日本Sony能源開發(fā)公司和加拿大Moli能源公司分別研制成功了新式的鋰離子蓄電池,不只功用杰出,而且對環(huán)境無污染。隨著信息技術(shù)、手持式機(jī)械和電動(dòng)轎車的迅猛發(fā)展,對高效能電源的需求急劇增長,鋰電池已成為現(xiàn)在發(fā)展最為敏捷的范疇之一。
02
鋰離子電池的結(jié)構(gòu)及原理
鋰離子電池的首要組成:
(1)正極——活性物質(zhì)首要指鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰等,導(dǎo)電集流體一般運(yùn)用厚度在10--20微米的鋁箔;
(2)隔閡——一種特殊的塑料膜,能夠讓鋰離子經(jīng)過,但卻是電子的絕緣體,現(xiàn)在首要有PE和PP兩種及其組合。還有一類無機(jī)固體隔閡,如氧化鋁隔閡涂層便是一種無機(jī)固體隔閡,;
(3)負(fù)極——活性物質(zhì)首要指石墨、鈦酸鋰、或近似石墨結(jié)構(gòu)的碳資料,導(dǎo)電集流體一般運(yùn)用厚度在7-15微米的銅箔;
(4)電解液——一般為有機(jī)體系,如溶解有六氟磷酸鋰的碳酸酯類溶劑,另有些聚合物電池運(yùn)用凝膠狀電解液;
(5)電池外殼——首要分為硬殼(鋼殼、鋁殼、鍍鎳鐵殼等)和軟包(鋁塑膜)兩種。
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當(dāng)電池充電時(shí),鋰離子從正極中脫嵌,在負(fù)極中嵌入,放電時(shí)反之。這就需求一個(gè)電極在組裝前處于嵌鋰狀況,一般挑選相對鋰而言電位大于3V且在空氣中安穩(wěn)的嵌鋰過渡金屬氧化物做正極,如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4。
做為負(fù)極的資料則挑選電位盡可能挨近鋰電位的可嵌入鋰化合物,如各種碳資料包含天然石墨、合成石墨、碳纖維、中心相小球碳素等和金屬氧化物,包含SnO、SnO2、錫復(fù)合氧化物SnBxPyOz(x=0.4~0.6,y=0.6~0.4,z=(2+3x+5y)/2)等。
電解質(zhì)選用LiPF6的乙烯碳酸脂(EC)、丙烯碳酸脂(PC)和低粘度二乙基碳酸脂(DEC)等烷基碳酸脂搭配的混合溶劑體系。
隔閡選用聚烯微多孔膜如PE、PP或它們復(fù)合膜,尤其是PP/PE/PP三層隔閡不只熔點(diǎn)較低,而且具有較高的抗穿刺強(qiáng)度,起到了熱保險(xiǎn)作用。
外殼選用鋼或鋁資料,蓋體組件具有防爆斷電的功用。
根本作業(yè)原理
當(dāng)對電池進(jìn)行充電時(shí),正極的含鋰化合物有鋰離子脫出,鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。負(fù)極的炭資料呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,抵達(dá)負(fù)極的鋰離子嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。
當(dāng)對電池進(jìn)行放電時(shí)(即咱們運(yùn)用電池的進(jìn)程),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,又運(yùn)動(dòng)回正極?;卣龢O的鋰離子越多,放電容量越高。咱們通常所說的電池容量指的便是放電容量。
在鋰離子電池的充放電進(jìn)程中,鋰離子處于從正極→負(fù)極→正極的運(yùn)動(dòng)狀況。這就像一把搖椅,搖椅的兩頭為電池的兩極,而鋰離子就在搖椅兩頭來回運(yùn)動(dòng)。所以鋰離子電池又叫搖椅式電池。
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充放電機(jī)理
鋰離子電池的充電進(jìn)程分為兩個(gè)階段:恒流充電階段和恒壓電流遞減充電階段。
鋰離子電池過度充放電會(huì)對正負(fù)極形成永久性損壞。過度放電導(dǎo)致負(fù)極碳片層結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)塌陷,而塌陷會(huì)形成充電進(jìn)程中鋰離子無法刺進(jìn);過度充電使過多的鋰離子嵌入負(fù)極碳結(jié)構(gòu),而形成其間部分鋰離子再也無法釋放出來。
鋰離子電池堅(jiān)持功用最佳的充放電辦法為淺充淺放。一般60%DOD是100%DOD條件下循環(huán)壽數(shù)的2~4倍。
03
鋰離子電池首要功用指標(biāo)
電池的容量
電池的容量有額外容量和實(shí)踐容量之分。電池的額外容量是指電池在環(huán)境溫度為20℃±5℃條件下,以5h率放電至停止電壓時(shí)所應(yīng)提供的電量,用C5表示。電池的實(shí)踐容量是指電池在必定的放電條件下所放出的實(shí)踐電量,首要受放電倍率和溫度的影響(故嚴(yán)格來講,電池容量應(yīng)指明充放電條件)。
容量單位:mAh、Ah(1Ah=1000mAh)。
電池內(nèi)阻
電池內(nèi)阻是指電池在作業(yè)時(shí),電流流過電池內(nèi)部所受到的阻力。有歐姆內(nèi)阻與極化內(nèi)阻兩部分組成。電池內(nèi)阻值大,會(huì)導(dǎo)致電池放電作業(yè)電壓下降,放電時(shí)刻縮短。內(nèi)阻巨細(xì)首要受電池的資料、制作工藝、電池結(jié)構(gòu)等要素的影響。電池內(nèi)阻是衡量電池功用的一個(gè)重要參數(shù)。
電壓
開路電壓是指電池在非作業(yè)狀況下即電路中無電流流過期,電池正負(fù)極之間的電勢差。一般情況下,鋰離子電池充溢電后開路電壓為4.1—4.2V左右,放電后開路電壓為3.0V左右。經(jīng)過對電池的開路電壓的檢測,能夠判斷電池的荷電狀況。
作業(yè)電壓又稱端電壓,是指電池在作業(yè)狀況下即電路中有電流流過期電池正負(fù)極之間的電勢差。在電池放電作業(yè)狀況下,當(dāng)電流流過電池內(nèi)部時(shí),不需克服電池的內(nèi)阻所形成阻力,故作業(yè)電壓總是低于開路電壓,充電時(shí)則與之相反。鋰離子電池的放電作業(yè)電壓在3.6V左右。
放電渠道時(shí)刻
放電渠道時(shí)刻是指在電池滿電情況下放電至某電壓的放電時(shí)刻。例對某三元電池測量其3.6V的放電渠道時(shí)刻,以恒壓充到電壓為4.2V,而且充電電流小于0.02C時(shí)停止充電即充溢電后,然后擱置10分鐘,在任何倍率的放電電流下放電至3.6V時(shí)的放電時(shí)刻即為該電流下的放電渠道時(shí)刻。
因某些運(yùn)用鋰離子電池的用電器的作業(yè)電壓都有電壓要求,假如低于要求值,則會(huì)呈現(xiàn)無法作業(yè)的情況。所以放電渠道是衡量電池功用好壞的重要規(guī)范之一。
充放電倍率
充放電倍率是指電池在規(guī)則的時(shí)刻內(nèi)放出其額外容量時(shí)所需求的電流值,1C在數(shù)值上等于電池額外容量,通常以字母C表示。如電池的標(biāo)稱額外容量為10Ah,則10A為1C(1倍率),5A則為0.5C,100A為10C,以此類推。
自放電率
自放電率又稱荷電堅(jiān)持才能,是指電池在開路狀況下,電池所貯存的電量在必定條件下的堅(jiān)持才能。首要受電池的制作工藝、資料、貯存條件等要素的影響。是衡量電池功用的重要參數(shù)。
功率
充電功率是指電池在充電進(jìn)程中所消耗的電能轉(zhuǎn)化成電池所能貯存的化學(xué)能程度的量度。首要受電池工藝,配方及電池的作業(yè)環(huán)境溫度影響,一般環(huán)境溫度越高,則充電功率要低。
放電功率是指在必定的放電條件下放電至結(jié)尾電壓所放出的實(shí)踐電量與電池的額外容量之比,首要受放電倍率,環(huán)境溫度,內(nèi)阻等要素影響,一般情況下,放電倍率越高,則放電功率越低。溫度越低,放電功率越低。
循環(huán)壽數(shù)
電池循環(huán)壽數(shù)是指電池容量下降到某一規(guī)則的值時(shí),電池在某一充放電制度下所閱歷的充放電次數(shù)。鋰離子電池GB規(guī)則,1C條件下電池循環(huán)500次后容量堅(jiān)持率在60%以上。
04
鋰離子電池的首要分類
(一)、依據(jù)鋰電池所用電解質(zhì)資料不同,鋰電池能夠分為液態(tài)鋰電池(lithiumionbattery,簡稱為LIB)和聚合物鋰電池(polymerlithiumionbattery,簡稱為LIP)兩大類。
(二)、按充電辦法可分為:不可充電的及可充電的兩類。
(三)、鋰電池外型分:有方型鋰電(如常用的手機(jī)電池)和柱形(如18650、18500);
(四)、鋰電池外包資料分:鋁殼鋰電池,鋼殼鋰電池,軟包電池;
(五)、鋰電池從正負(fù)極資料(添加劑)分:鈷酸鋰(LiCoO2)電池、錳酸鋰(LiMn2O4),磷酸鐵鋰電池,一次性二氧化錳鋰電池
更多分類見下表所列:
分類辦法
類別
特色/說明
按照電池外形
圓柱形鋰離子電池
現(xiàn)在首要為18650(直徑18mm,長度65mm)和26650(直徑26mm,長度65mm)兩品種型,首要運(yùn)用于筆記本和電動(dòng)工具范疇
方形鋰離子電池
品種較多,首要運(yùn)用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等范疇
扣式鋰離子電池
可滿意計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)等對高比容量和薄型化的要求
按運(yùn)用溫度
高溫鋰離子電池
首要運(yùn)用于特種、航天等范疇,民用范疇首要是轎車的GPS范疇
常溫鋰離子電池
現(xiàn)在商業(yè)化的鋰離子電池根本丟只能在-20~45℃范圍內(nèi)作業(yè)
按電解質(zhì)的狀況
液態(tài)鋰離子電池
電解質(zhì)為有機(jī)溶劑+鋰鹽
聚合物的基體首要為HFP-PVDF、PEO、PAN和PMMA等
全固態(tài)鋰離子電池
還處在實(shí)驗(yàn)階段
按外殼原料
鋼殼鋰離子電池
密封性較好
鋁殼鋰離子電池
質(zhì)量輕
鋁塑膜鋰離子電池
電池生產(chǎn)工藝簡單,電池的質(zhì)量比能量高
按運(yùn)用范疇
手機(jī)鋰離子電池
現(xiàn)在市場容量大
數(shù)碼相機(jī)鋰離子電池
對電池低溫功用要求較高
筆記本電腦鋰離子電池
現(xiàn)在以圓柱形為主,隨著電腦薄型化的發(fā)展,近年來方形電池有代替圓柱形電池的趨勢
電動(dòng)轎車鋰離子電池
對電池的各型特性要求最高,現(xiàn)在比較熱
按正極資料分類
鈷酸鋰電池
運(yùn)用最廣,振實(shí)密度高,比能量高,電壓渠道穩(wěn),但是原來貴,對環(huán)境有污染,安全性差
錳酸鋰
三維隧道的結(jié)構(gòu),鋰離子能夠可逆地從尖晶石晶格中脫嵌,不會(huì)引起結(jié)構(gòu)的塌陷,因而具有優(yōu)異的倍率功用和安穩(wěn)性。環(huán)境友好,但能量密度低、高溫功用大
磷酸鐵鋰電池
比表面積大,能量密度高,循環(huán)功用好,資料批量化生產(chǎn)很難到達(dá)較高的一致性,低溫放電功用欠好
按負(fù)極資料分類
石墨
電導(dǎo)性好,結(jié)晶度高,具有杰出的層狀結(jié)構(gòu)適合Li的脫嵌,容量在300mAh/g以上,充放電功率90%以上,杰出的充放電渠道
軟碳
結(jié)晶度低,晶粒尺度小,與電解液相容性好,輸出電壓低,無明顯充放電渠道,不可逆容量較高,根本沒商業(yè)化
硬碳
Li嵌入不會(huì)引起脹大,又杰出的充放電循環(huán)功用,較高的比容量,可到達(dá)400mAh/g以上,而且低溫功用好,是抱負(fù)的電動(dòng)轎車電池負(fù)極資料,日本已經(jīng)商業(yè)化
鈦酸鋰
“零應(yīng)變”資料,電位較高不會(huì)形成鋰枝晶,現(xiàn)在研討較熱,但由于脹氣問題至今未得到大規(guī)模運(yùn)用
硅基
超高的比容量,但由于粉化問題,無法真實(shí)運(yùn)用,仍處于實(shí)驗(yàn)室研討階段
05
聚合物鋰電池
聚合物鋰電池所用的正負(fù)極資料與液態(tài)鋰都是相同的,電池的作業(yè)原理也根本一致。它們的首要差異在于電解質(zhì)的不同,鋰電池運(yùn)用的是液體電解質(zhì),而聚合物鋰電池則以固體聚合物電解質(zhì)來代替,這種聚合物能夠是“干態(tài)”的,也能夠是“膠態(tài)”的,現(xiàn)在大部分選用聚合物膠體電解質(zhì)。
聚合物鋰電池可分為三類:
1、固體聚合物電解質(zhì)鋰電池。電解質(zhì)為聚合物與鹽的混合物,這種電池在常溫下的離子電導(dǎo)率低,適于高溫運(yùn)用。
2、凝膠聚合物電解質(zhì)鋰電池。即在固體聚合物電解質(zhì)中參加增塑劑等添加劑,然后進(jìn)步離子電導(dǎo)率,使電池可在常溫下運(yùn)用。
3、聚合物正極資料的鋰電池。選用導(dǎo)電聚合物作為正極資料,其能量是現(xiàn)有鋰電池的3倍,是最新一代的鋰電池。由于用固體電解質(zhì)代替了液體電解質(zhì),與液態(tài)鋰電池比較,聚合物鋰電池具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等長處,也不會(huì)發(fā)生漏液與焚燒爆破等安全上的問題,因而能夠用鋁塑復(fù)合薄膜制作電池外殼,然后能夠進(jìn)步整個(gè)電池的容量;聚合物鋰電池還能夠選用高分子作正極資料,其質(zhì)量比能量將會(huì)比現(xiàn)在的液態(tài)鋰電池進(jìn)步50%以上。此外,聚合物鋰電池在作業(yè)電壓、充放電循環(huán)壽數(shù)等方面都比鋰電池有所進(jìn)步。
鋰聚合物電池長處:
1、安全功用好
聚合物鋰電池在結(jié)構(gòu)上選用鋁塑軟包裝,有別于液態(tài)電芯的金屬外殼,一旦發(fā)生安全隱患,液態(tài)電芯簡單爆破,而聚合物電芯最多只會(huì)氣鼓。
2、厚度小,能做得更薄
一般液態(tài)鋰電選用先定制外殼,后塞正負(fù)極村料的辦法,厚度做到3.6mm以下存在技術(shù)瓶頸,聚合物電芯則不存在這一問題,厚度可做到1mm以下,符合時(shí)下手機(jī)需求方向。
3、分量輕
聚合物電池分量較同等容量標(biāo)準(zhǔn)的鋼殼鋰電輕40%,較鋁殼電池輕20%。
4、容量大
聚合物電池較同等尺度標(biāo)準(zhǔn)的鋼殼電池容量高10~15%,較鋁殼電池高5~10%,成為彩屏手機(jī)及彩信手機(jī)的首選,現(xiàn)在市面上新出的彩屏和彩信手機(jī)也大多選用聚合物電芯。
5、內(nèi)阻小
聚合物電芯的內(nèi)阻較一般液態(tài)電芯小,現(xiàn)在國產(chǎn)聚合物電芯的內(nèi)阻乃至能夠做到35mΩ以下,極大的減低了電池的自耗電,延長手機(jī)的待機(jī)時(shí)刻,徹底能夠到達(dá)與國際接軌的水平。這種支撐大放電電流的聚合物鋰電更是遙控模型的抱負(fù)挑選,成為最有期望代替鎳氫電池的產(chǎn)品。
6、形狀可定制
聚合物電池可依據(jù)客戶的需求添加或削減電芯厚度,開發(fā)新的電芯類型,價(jià)格便宜,開模周期短,有的乃至能夠依據(jù)手機(jī)形狀量身定做,以充分運(yùn)用電池外殼空間,提升電池容量。
7、放電特性佳
聚合物電池選用膠體電解質(zhì),比較液態(tài)電解質(zhì),膠體電解質(zhì)具有平穩(wěn)的放電特性和更高的放電渠道。
8、保護(hù)板規(guī)劃簡單
由于選用聚合物資料,電芯不起火、不爆破,電芯本身具有足夠的安全性,因而聚合物電池的保護(hù)線路規(guī)劃可考慮省略PTC和保險(xiǎn)絲,然后節(jié)省電池本錢。聚合物鋰電池在安全性、體積、分量、容量、放電功用方面均具有極大優(yōu)勢。
06
磷酸鐵鋰電池
從正負(fù)極資料鋰電池還分為:鈷酸鋰(LiCoO2)電池、錳酸鋰(LiMn2O4),磷酸鐵鋰電池
Sony公司推出的第一塊鋰電池中,正極資料是鈷酸鋰,負(fù)極資料為碳。其間,決定電池的可充電最大容量及開路電壓的首要是正極資料。
磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極資料的鋰電池。鋰電池的正極資料有很多種,首要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元資料、磷酸鐵鋰等。其間鈷酸鋰是現(xiàn)在絕大多數(shù)鋰電池運(yùn)用的正極資料,而其它正極資料由于多種原因,現(xiàn)在在市場上還沒有很多生產(chǎn)。磷酸鐵鋰也是其間一種鋰電池。從資料的原理上講,磷酸鐵鋰也是一種嵌入/脫嵌進(jìn)程,這一原理與鈷酸鋰,錳酸鋰徹底相同。磷酸鐵鋰電池是用來做鋰二次電池的,現(xiàn)在首要方向是動(dòng)力電池,相對NI-MH,Ni-Cd電池有很大優(yōu)勢。
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磷酸鐵鋰電池的特性
1、超長壽數(shù)
長壽數(shù)鉛酸電池的循環(huán)壽數(shù)在300次左右,最高也就500次,而磷酸鐵鋰動(dòng)力電池,循環(huán)壽數(shù)到達(dá)2000次以上,規(guī)范充電(5小時(shí)率)運(yùn)用,可到達(dá)2000次。同質(zhì)量的鉛酸電池是“新半年、舊半年、保護(hù)保護(hù)又半年”,最多也就1—1.5年時(shí)刻,而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下運(yùn)用,將到達(dá)7-8年。歸納考慮,功用價(jià)格比將為鉛酸電池的4倍以上。
2、運(yùn)用安全
磷酸鐵鋰徹底處理了鈷酸鋰和錳酸鋰的安全隱患問題,鈷酸鋰和錳酸鋰在強(qiáng)烈的磕碰下會(huì)發(fā)生爆破對消費(fèi)者的生命安全構(gòu)成威脅,而磷酸鐵鋰以經(jīng)過嚴(yán)格的安全測試即便在最惡劣的交通事故中也不會(huì)發(fā)生爆破。
可大電流2C快速充放電,在專用充電器下,1.5C充電40分鐘內(nèi)即可使電池充溢,起動(dòng)電流可達(dá)2C,而鉛酸電池現(xiàn)在無此功用。
3、耐高溫
磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá)350℃—500℃而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。作業(yè)溫度范圍寬廣(-20C--+75C),有耐高溫特性磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá)350℃—500℃而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。
4、容量
具有比一般電池(鉛酸等)更大的容量。可充電池在經(jīng)常處于充溢不放完的條件下作業(yè),容量會(huì)敏捷低于額外容量值,這種現(xiàn)象叫做記憶效應(yīng)。像鎳氫、鎳鎘電池存在記憶性,而磷酸鐵鋰電池?zé)o此現(xiàn)象,電池不管處于什么狀況,可隨充隨用,無須先放完再充電。
同等標(biāo)準(zhǔn)容量的磷酸鐵鋰電池的體積是鉛酸電池體積的2/3分量是鉛酸電池的1/3。該電池不含任何重金屬與稀有金屬(鎳氫電池需稀有金屬),無毒(SGS認(rèn)證經(jīng)過),無污染,符合歐洲RoHS規(guī)則,為肯定的綠色環(huán)保電池證。
5、無記憶效應(yīng)
鋰動(dòng)力電池的功用首要取決于正負(fù)極資料,磷酸鐵鋰作為鋰電池資料是近幾年才呈現(xiàn)的事,國內(nèi)開宣布大容量磷酸鐵鋰電池是2005年7月。其安全功用與循環(huán)壽數(shù)是其它資料所無法比較的,這些也正是動(dòng)力電池最重要的技術(shù)指標(biāo)。1C充放循環(huán)壽數(shù)達(dá)2000次。單節(jié)電池過充電壓30V不焚燒,穿刺不爆破。磷酸鐵鋰正極資料做出大容量鋰電池更易串聯(lián)運(yùn)用。以滿意電動(dòng)車頻頻充放電的需求。具有無毒、無污染、安全功用好、原資料來源廣泛、價(jià)格便宜,壽數(shù)長等長處,是新一代鋰電池的抱負(fù)正極資料。
鋰電池的正極為磷酸鐵鋰資料。這種新資料不是以往的鋰電池正極材LiCoO2;LiMn2O4;LiNiMO2。其安全功用與循環(huán)壽數(shù)是其它資料所無法比較的,這些也正是動(dòng)力電池最重要的技術(shù)指標(biāo)。1C充放循環(huán)壽數(shù)達(dá)2000次。單節(jié)電池過充電壓30V不焚燒,不爆破。穿刺不爆破。磷酸鐵鋰正極資料做出大容量鋰電池更易并串聯(lián)運(yùn)用。
磷酸鐵鋰電池也有其缺陷:例如磷酸鐵鋰正極資料的振實(shí)密度較小,等容量的磷酸鐵鋰電池的體積要大于鈷酸鋰等鋰電池,因而在微型電池方面不具有優(yōu)勢。
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在后工業(yè)時(shí)代,轎車遍及的速度大大超過了咱們的想象,在帶來高效便利的一起,很多尾氣的排放,也給環(huán)境增添了很大壓力,而隨著石油價(jià)格飛漲、二氧化碳排放帶來溫室效應(yīng)等問題的凸顯,更是迫切需求尋找代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源的新式能源。液態(tài)氫、燃料電池等都是好的挑選,但是存在價(jià)格高、技術(shù)不成熟等問題,一般鉛酸電池運(yùn)用本錢相對較低,但分量重,能量密度低,運(yùn)用壽數(shù)短,還存在潛在的重金屬污染等問題。
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采新一代電動(dòng)車用了新式的磷酸鐵鋰電池作為其動(dòng)力核心,這種綠色環(huán)保動(dòng)力具有很多特色和優(yōu)勢:
1、安全性適當(dāng)高
要作為轎車動(dòng)力,安全性是壓倒一切的首要考慮要素。一般鋰電池的安全性盡管能得到根本保證,但是在極端條件下存在起火、爆破的可能性。磷酸鐵鋰電池作為鋰電池的二代產(chǎn)品,本身物理功用安穩(wěn),再配合電池組內(nèi)置的過壓、欠壓、過流、過充等保護(hù)功用,不爆破不起火,是現(xiàn)在全球僅有肯定安全的鋰離子電池。由于選用高熱安穩(wěn)性資料和縝密工藝規(guī)劃,電池安全和可靠性大為增強(qiáng)。與鋰電池不妥運(yùn)用中可能呈現(xiàn)的爆破現(xiàn)象比較,磷酸鐵鋰電池即便扔在火中也不會(huì)發(fā)生爆破。高溫安穩(wěn)性可達(dá)400—500°C,保證了電池內(nèi)涵的高安全性;不會(huì)因過充、溫度過高、短路、碰擊而發(fā)生爆破或焚燒。經(jīng)過嚴(yán)格的安全測試,即便在最惡劣的交通事故中也不會(huì)發(fā)生爆破。
2、壽數(shù)長本錢低
作為動(dòng)力電池,運(yùn)用壽數(shù)(循環(huán)功用)與總體運(yùn)用本錢密切相關(guān),和一般鋰電池500次左右的循環(huán)運(yùn)用壽數(shù)比較,磷酸鐵鋰電池在室溫下可充放電循環(huán)1500次,容量堅(jiān)持率95%以上,而50%容量的循環(huán)壽數(shù)更是到達(dá)了2000次以上,電池的持續(xù)里程壽數(shù)大于50萬公里,能夠運(yùn)用五年左右,是鉛酸電池的8倍,鎳氫電池的3倍,是鈷酸鋰電池的4倍左右。再加上其生產(chǎn)制形本錢本身就低于一般鋰電池,無疑能大大下降電動(dòng)車的運(yùn)用和保護(hù)本錢。
一起磷酸鐵鋰電池放電功用也十分優(yōu)異,功率曲線平穩(wěn),抗過放才能強(qiáng),一般鋰電電芯在低于3.2V后,再放電便是過放,可能會(huì)導(dǎo)致作廢。但是磷酸鐵鋰電池在2.8V的時(shí)候還有能量釋放,低于2.5V都不存在作廢的問題。
3、運(yùn)用處理便利
咱們知道,鎳氫、鎳鎘電池存在較強(qiáng)的記憶效應(yīng),一般鋰電池也有必定的記憶效應(yīng)問題,需求盡量“滿充溢放”,會(huì)給電動(dòng)車日常運(yùn)用帶來不便,而磷酸鐵鋰電池?zé)o此現(xiàn)象,自放電小;無記憶效應(yīng),電池不管處于什么狀況,可隨充隨用,無須先放完再充電,一起該電池快速充電特性優(yōu)異,用專用充電器快充,半小時(shí)能足夠95%左右。電池壽數(shù)終結(jié)后的處理問題,也值得咱們重視,磷酸鐵鋰電池不含任何重金屬與稀有金屬,無毒,無污染,符合規(guī)則,為肯定的綠色環(huán)保電池,鉛酸電池中存在著很多的鉛,在其拋棄后若處理不妥,將對環(huán)境構(gòu)成二次污染,而磷酸鐵鋰資料不管在生產(chǎn)及運(yùn)用中,均無污染。
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