磷酸铁锂电池的八大优势

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磷酸铁锂电池的八大优势

磷酸铁锂电池的八大优势
磷酸铁锂电池属于锂离子二次电池,一个主要用途是用于动力电池,相对NI-MH、Ni-Cd电池有很大优势。下面由电池之都为大家讲解磷酸铁锂电池的八大优势:
安全性能的改善
磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固,难以分解,即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质,因此拥有良好的安全性。有报告指出,实际操作中针刺或短路实验中发现有小部分样品出现燃烧现象,但未出现一例爆炸事件,而过充实验中使用大大超出自身放电电压数倍的高电压充电,发现依然有爆炸现象。虽然如此,其过充安全性较之普通液态电解液钴酸锂电池,已大有改善。
寿命的改善
磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。
长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右,最高也就500次,而磷酸铁锂动力电池,循环寿命达到2000次以上,标准充电(5小时率)使用,可达到2000次。同质量的铅酸电池是新半年、旧半年、维护维护又半年”,最多也就1~1.5年时间,而磷酸铁锂电池在同样条件下使用,理论寿命将达到7~8年。综合考虑,性能价格比理论上为铅酸电池的4倍以上。大电流放电可大电流2C快速充放电,在专用充电器下,1.5C充电40分钟内即可使电池充满,起动电流可达2C,而铅酸电池无此性能。
高温性能好
磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。工作温度范围宽广(-20C--+75C),有耐高温特性磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃,而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。
大容量
具有比普通电池(铅酸等)更大的容量。单体容量为5AH-1000AH。
无记忆效应
可充电池在经常处于充满不放完的条件下工作,容量会迅速低于额定容量值,这种现象叫做记忆效应。像镍氢、镍镉电池存在记忆性,而磷酸铁锂电池无此现象,电池无论处于什么状态,可随充随用,无须先放完再充电。
重量轻
同等规格容量的磷酸铁锂电池的体积是铅酸电池体积的2/3,重量是铅酸电池的1/3。
环保
该电池一般被认为是不含任何重金属与稀有金属(镍氢电池需稀有金属),无毒(SGS认证通过),无污染,符合欧洲RoHS规定,为绝对的绿色环保电池证。所以锂电池之所以被业界看好,主要是环保考量,因此该电池又列入了十五”期间的863”国家高科技发展计划,成为国家重点支持和鼓励发展的项目。随着中国加入WTO,中国电动自行车的出口量将迅速增大,而进入欧美的电动自行车已要求配备无污染电池。
磷酸铁锂电池也有其缺点:例如低温性能差,正极材料振实密度小,等容量的磷酸铁锂电池的体积要大于钴酸锂等锂离子电池,因此在微型电池方面不具有优势。而用于动力电池时,磷酸铁锂电池和其他电池一样,需要面对电池一致性问题。
动力电池的对比
目前最有希望应用于动力型锂离子电池的正极材料主要有改性锰酸锂(LiMn2O4)、磷酸铁锂(LiFePO4)和镍钴锰酸锂(Li(Ni,Co,Mn)O2)三元材料。镍钴锰酸锂三元材料由于钴的资源缺乏与镍、钴成高和价格波动大等原因,普遍认为很难成为电动汽车用动力型锂离子电池的主流,但可以与尖晶石锰酸锂在一定范围内混合使用。
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电池之都之聚合物锂离子电池的基础知识介绍
聚合物锂离子电池是锂离子电池的一种,被广泛的应用到社会的各个方面,是新能源技术发展的代表,那么我们对其又有多少的了解呢?下面由电池之都为大家讲解聚合物锂离子电池的基础知识介绍:
一、聚合物锂离子电池的特点概述
根据锂离子电池所用电解质材料不同,锂离子电池可以分为液态锂离子电池( 简称为LIB)和聚合物锂离子电池( 简称为LIP)两大类。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的,电池的工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解质的不同, 锂离子电池使用的是液体电解质, 而聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替, 这种聚合物可以是干态”的,也可以是胶态”的,目前大部分采用聚合物胶体电解质。
聚合物锂离子电池可分为三类:
(1)固体聚合物电解质锂离子电池。电解质为聚合物与盐的混合物,这种电池在常温下的离子电导率低,适于高温使用。
(2)凝胶聚合物电解质锂离子电池。即在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂,从而提高离子电导率,使电池可在常温下使用。
(3)聚合物正极材料的锂离子电池。采用导电聚合物作为正极材料,其比能量是现有锂离子电池的3倍,是最新一代的锂离子电池。
由于用固体电解质代替了液体电解质,与液态锂离子电池相比,聚合物锂离子电池具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点,也不会产生漏液与燃烧爆炸等安全上的问题,因此可以用铝塑复合薄膜制造电池外壳,从而可以提高整个电池的比容量;聚合物锂离子电池还可以采用高分子作正极材料,其质量比能量将会比目前的液态锂离子电池提高50%以上。此外,聚合物锂离子电池在工作电压、充放电循环寿命等方面都比锂离子电池有所提高。基于以上优点,聚合物锂离子电池被誉为下一代锂离子电池。
二、聚合物电池与液态锂电的比较
由于各个厂商生产工艺的不同,目前市场上的聚合物锂电分为卷绕式(索尼、东芝为代表)、叠片式(TCL、ATL为代表)两种不同结构,但适应于手机需求的规格大都在4mm厚度以下。与液态比较,由于聚合物外包装采用了更薄的铝膜,比钢壳、铝壳更薄,而且生产方式与液态锂电不同,聚合物越薄越好生产,理论上可以生产出0.5mm以下厚度的电池。
液态锂电正好相反,越厚越好生产,低于4mm厚度的电池很难生产,即使生产出来了,容量明显不如聚合物锂电,成本也没优势。因而,电池越薄,聚合物生产成本越低、液态生产成本越高。
但较厚的规格上(如目前市场上手机用锂电池主流型号053048\053448\063048\063450以及相近规格的电芯),液态锂电供应链成熟,工艺成熟,生产效率高,成品率高,有很强的制造成本优势。从目前市场来看,5mm、6mm厚度系列的液态锂电池虽然比3mm、4mm厚度系列电池容量高很多,但售价要低很多。聚合物从理论上来讲,在5mm、6mm厚度规格上的材料成本与液态接近,但目前5mm、6mm系列电池的工艺成本要比液态高出很多,因而,要在此规格上与液态真正形成竞争,还有不少距离。
三、聚合物锂离子电池的产业化现状
已产业化生产的聚合物锂离子电池是指已聚合物作为电解质代替液态电解质的锂离子电池。目前已有日本、韩国、美国、加拿大、中国等的多家公司能够批量生产。锂离子电池在1992 年开始就投入商业应用,而聚合物锂离子电池直到1999 年才开始投入商业应用,然而,自1999年由SONY公司商业化生产以来,该聚合物锂离子电池的发展速度一直强于液态锂离子电池,2002年聚合物锂离子电池已经占到了全部锂离子电池7%的市场份额。预计到2005年聚合物锂离子电池在整个锂离子电池产业中将占9.3%左右的市场份额,到2010年则可提高到30%左右。表1和图1反映了全球聚合物锂离子电池的产量、年增长率及在整个锂离子电池产业中所占的市场份额及其发展趋势。在聚合物锂离子电池市场,几乎被日本所垄断,表2是日本各公司生产与应用现状。
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磷酸铁锂动力电池组结构工作原理及性能
磷酸铁锂动力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主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元锂电池材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。下面由电池之都为大家讲解磷酸铁锂动力电池组工作结构原理及性能:
磷酸铁锂动力电池组结构与工作原理:
磷酸铁锂动力电池的内部结构如图1所示。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。
磷酸铁锂动力电池在充电时,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。
磷酸铁锂动力电池组主要性能:
磷酸铁锂动力电池的标称电压是3.2V、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%)。
磷酸铁锂动力电池组主要性能如下:为了与其他可充电电池的相比较,也在表中列出其他种类可充电电池性能。这里要说明的是,不同工厂生产的磷酸铁锂动力电池组在各项性能参数上会有一些差别;另外,有一些电池性能未列入,如电池内阻、自放电率、充放电温度等。
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