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分析磷酸铁锂电池的构造和原理

分析磷酸铁锂电池的构造和原理

来源:
2021/10/08 17:26
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【摘要】:

  磷酸铁是指以磷酸铁锂为正极材料的锂电池。锂电池正极材料有锂钴酸、锂锰酸、锂镍酸、三种材料、磷酸铁锂等。

  的工作原理

  锂离子磷酸铁电池的全称是锂离子磷酸铁电池,名称太长,简称锂离子磷酸铁电池。由于其功能特别适合于电源的使用,它参与了标题中的电源术语,即磷酸铁锂电源电池。其他人称之为锂-铁(生命)。

  意义

  在金属市场上,钴(Co)最昂贵,库存低,镍(Ni)和锰(Mn)较便宜,铁(Fe)最便宜。正极材料的价格也与这些金属的价格一致。因此,由LiFePO4负极材料制成的锂电池应该是最便宜的。另一个特点是它不污染环境。

  的要求是:高容量、高输出电压、充放电循环功能,可稳定输出电压、大电流充放电及电化学稳定功能,使用安全(不充电、放电及短路等因操作不当引起的火灾或爆炸)、宽操作温度编程,无毒或少毒,对环境无污染。磷酸铁锂电池在磷酸铁锂正极的功能要求是非常好的,特别是在大放电率放电(5~ 10C放电),放电电压稳定,安全(无燃烧、爆炸),放(循环),对环境无污染,是最好的,是目前最好的大电流输出动力电池。

  结构及工作原理

  LiFePO4是电池的正极,用铝箔连接到电池的正极。中间是聚合物的阻挡层,将正极和负极分开,使锂离子Li可以通过,但电子E -不能。右边是电池的负极,由碳(石墨)制成,用铜箔与电池的负极相连。在电池的上下两端之间是电池的电解液,它被包裹在一个金属盒里。

  当LiFePO4电池充电时,锂离子Li从正极通过聚合物阻挡层移动到负极。在放电过程中,负极中的锂离子通过间隙向正极移动。锂电池得名于锂离子在充放电过程中来回移动。

  重要的功能

  电池额定电压为3.2V,间歇充电电压为3.6V,间歇放电电压为2.0V。因为每个厂家选择的阴极、阴极、电解液的材料和工艺都不同,其性能也会有一些差异。例如同一类型的电池(同一包装标准电池)的容量是不同的(10%~20%)。

  需要注意的是,不同厂家生产的磷酸铁锂电源的各项功能参数存在差异;其他功能不包括电池,如内阻、自放电率、充放电温度等。

  锂离子磷酸铁电池的容量差别很大,可以分为三种类型:只有零点几毫安的小型电池,几十毫安的中型电池和数百毫安的大型电池。不同类型电池的相似参数也不同。

  过放电至零电压测试

  采用STL18650(1100mAh)磷酸铁锂电池进行零电压放电试验。试验条件:盖上1100mAhSTL18650电池,充电倍率0.5C,放电至电池电压0C,放电倍率1.0C。将0V电池分为两组,一组为7天,另一组为30天;储存期结束后,以0.5C的充电速率在1.0C下进行充放电。最后,比较了两种ZVS存储周期的差异。

  测试结果表明,经过7天的零电压存储,电池无泄漏,性能优良,容量100%。存储后30天,无泄漏,性能卓越,容量达98%;存储后30天,电池充放电3次,容量恢复100%。

 

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