磷酸鐵鋰電池充放電曲線和循環(huán)曲線

1、word磷酸鐵鋰電池充放電曲線和循環(huán)曲線我公司生產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池以其無毒、無污染,高平安性,循環(huán)壽命長,充放電平臺穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)受到鋰電池專家的關(guān)注.我公司所生產(chǎn)的 LiFePO4LiFePO4 動(dòng)力電池在國、外均處于領(lǐng)先水平,填補(bǔ)了國、外大功率磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的空白,并獲得多項(xiàng)國家專利.10C10C 充放電 1001000 0次循環(huán)容量衰減在 25%25%以,充放電平臺穩(wěn)定,平安性能優(yōu)良,可大電流充放電,完全解決了鉆酸鋰,鎰酸鋰等材料做動(dòng)力型電池所存在的平安隱患和使用壽命問題.磷酸鐵鋰動(dòng)力電池將取代鉛酸、銀氫電池、鉆酸鋰和鎰酸鋰鋰電池,引領(lǐng)汽車工業(yè)走進(jìn)綠色時(shí)代.我公司生產(chǎn)的磷酸鐵鋰 186501

2、8650-1200mAh-1200mAh 的電池充放電曲線和大電流循環(huán)曲線如下：242.0020406080100120140Caiacity/(nnAh/g)4.0.6.2,S4.0.6.2,S4,4.3.3.N4,4.3.3.N充電方式;cc-cvLOCcharge-discharge1/12word我公司生產(chǎn)的磷酸鐵鋰 CR123ACR123A500mAh500mAh 的電池大電流循環(huán)曲線如2/12word新型磷酸鐵鋰動(dòng)力電池中央議題：磷酸鐵鋰電池的結(jié)構(gòu)與工作原理磷酸鐵鋰電池的放電特性與壽命磷酸鐵鋰電池的使用特點(diǎn)磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的應(yīng)用狀況自鋰離子電池問世以來,圍繞它的研究、開發(fā)工作一直不

3、斷地進(jìn)展著,上世紀(jì)90年代末又開發(fā)出鋰聚合物電池,2022年后如此推出磷酸鐵鋰動(dòng)力電池.鋰離子電池部主要由正極、負(fù)極、電解質(zhì)與隔膜組成.正、負(fù)極與電解質(zhì)材料不同與工藝上的差異使電池有不同的性能,并且有不同的名稱.目前市場上的鋰離子電池正極材料主要是氧化鉆鋰LiCoO2,另外還有少數(shù)采用氧化鎰鋰(LiMn2O4)與氧化饃鋰(LiNiO2)作正極材料的鋰離子電池,一般將后兩種正極材料的鋰離子電池稱為鋰鎰電池與鋰饃電池.新開發(fā)的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池是用磷酸鐵鋰LiFePO4材料作電池正極的鋰離子電池,它是鋰離子電池家族的新成員.3/12word一般鋰離子電池的電解質(zhì)是液體的,后來開發(fā)出固態(tài)與凝膠型聚合物

4、電解質(zhì),如此稱這種鋰離子電池為鋰聚合物電池,其性能優(yōu)于液體電解質(zhì)的鋰離子電池.磷酸鐵鋰電池的全名應(yīng)是磷酸鐵鋰鋰離子電池,這名字太長,簡稱為磷酸鐵鋰電池.由于它的性能特別適于作動(dòng)力方面的應(yīng)用,如此在名稱中參加動(dòng)力兩字,即磷酸鐵鋰動(dòng)力電池.也有人把它稱為鋰鐵LiFe動(dòng)力電池.采用LiFePO4材料作正極的意義目前用作鋰離子電池的正極材料主要有：LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2與LiFePO4.這些組成電池正極材料的金屬元素中,鉆Co最貴,并且存儲量不多,饃Ni、鎰Mn較廉價(jià),而鐵Fe最廉價(jià).正極材料的價(jià)格也與這些金屬的價(jià)格行情一致.因此,采用LiFePO4正極材料做成的鋰離子電池應(yīng)是最廉

5、價(jià)的.它的另一個(gè)特點(diǎn)是對環(huán)境無污染.作為可充電電池的要：容量高、輸出電壓高、良好的充放電循環(huán)性能、輸出電壓穩(wěn)定、能大電流充放電、電化學(xué)穩(wěn)定性能、使用中平安不會因過充電、過放電與短路等操作不當(dāng)而引起燃燒或爆炸、工作溫度圍寬、無毒或少毒、對環(huán)境無污染.采用LiFePO4作正極的磷酸鐵鋰電池在這些性能要求上都不錯(cuò),特別在大放電率放電510C放電、放電電壓平穩(wěn)上、平安上不燃燒、不爆炸、壽命上循環(huán)次數(shù)、對環(huán)境無污染上,它是最好的,是目前最好的4/12word大電流輸出動(dòng)力電池.LiFePO4電池的結(jié)構(gòu)與工作原理LiFePO4電池的部結(jié)構(gòu)如圖1所示.左邊是橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4作為電池的正極,由鋁箔與

6、電池正極連接,中間是聚合物的隔膜,它把正極與負(fù)極隔開,但鋰離子Li+可以通過而電子e-不能通過,右邊是由碳石墨組成的電池負(fù)極,由銅箔與電池的負(fù)極連接.電池的上下端之間是電池的電解質(zhì),電池由金屬外殼密閉封裝.wordLiFePO4電池在充電時(shí),正極中的鋰離子Li+通過聚合物隔膜向負(fù)極遷移；在放電過程中,負(fù)極中的鋰離子Li+通過隔膜向正極遷移.鋰離子電池就是因鋰離子在充放電時(shí)往返遷移而命名的.LiFePO4電池主要性能LiFePO4電池的標(biāo)稱電壓是3.2V、終止充電電壓是3.6V、終止放電壓是2.0V.由于各個(gè)生產(chǎn)廠家采用的正、負(fù)極材料、電解質(zhì)材料的質(zhì)量與工藝不同,其性能上會有些差異.例如同一種型

7、號同一種封裝的標(biāo)準(zhǔn)電池,其電池的容量有較大差異10%20%.圖1LiFePO4電池部結(jié)構(gòu)5/12LKrLMcni磷酸鐵鋰動(dòng)力電池主要性能列于表1.為了與其他可充電電池的相比較,也在表中列出其他種類可充電電池性能.這里要說明的是,不同工廠生產(chǎn)的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池在各項(xiàng)性能參數(shù)上會有一些差異；另外,有一些電池性能未列入,如電池阻、自放電率、充放電溫度等.速卸焦法理由方吆固生豌區(qū)與工嗯電沔性漆的LttlLttl一新裾駕干比.心但點(diǎn)千晶才班咕制朝魏置物力1 1.曲槽出占 A*國成他獻(xiàn)通告甲4 4電王1H1H丁1 14 4IXIX 工弋也&茫的! !0fH0fHM M匚 T用6666濕宅堆IED1

8、X51X5門._瑞里中每比垃氯,1 1局W W1111北j j岸上林陽/AtAt說什天B 辛工生舄嗑辛anan、(K0202- -D.SD.S1 1皿2加共可施 Q 緲五 gqg2 2* *q qii5%5%馨拜ESES空皆a ais,is,iiriirUmUmK K翦5 54 4畢汨那的J J1 1kUllkUllJillBUIJillBUI 1gx1gxKiKi1 1laMIIBIUBIIIlaMIIBIUBIII411IlAdl411IlAdlhMil1hMil1空降RMRM曲/U UU4IIUBU4IIUBtelltellIMilIMilHI!HI!IM4111WUIM4111WULJ

9、ILJI80A80AWJfleWJfleU UIHHIHH| |：ChCh ? ?： AIIIBI-4BIIIUAIIIBI-4BIIIU- - :匚,充三4 4匚T T4 4舉三火電技蜜電丁濟(jì)器常審(iijaiiiauiHiiiauiiHiiaaiiiHMiaiiBBii(iijaiiiauiHiiiauiiHiiaaiiiHMiaiiBBii一lllliBIIIIlllliBIIIIIlliIlliUJIUJI帶或姮土也他、百隹工近mimamimamumuIIIBKIIIIIIBKIII燈可售如的MiML LHIMMHIMM不說拽而力芭可哂盤：3、近眨J Jt=iQStt=iQSt呢雷電R

10、MRM天irir品.招修- -磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的容量有較大差異,可以分成三類：小型的零點(diǎn)幾到幾毫安時(shí)、中型的幾十毫安時(shí)、大型的幾百毫安時(shí).不同類型電池的同類參數(shù)也有一些差異.這里再介紹一種目前應(yīng)6/12word用較廣的小型標(biāo)準(zhǔn)圓柱形封裝的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的參數(shù).其外廓尺寸：直徑為50mm型號為18650,其參數(shù)性能如表2所示.表小制標(biāo)睢廁底施封裝烤隙鐵錘動(dòng)力電池的蓼數(shù)工程性能點(diǎn)咽容量(XX)-+0OmAh標(biāo)種電壓3.2V3.2V絕止充電電壓3 34 40.05V0.05V桀止放電電壓2.0V2.0V內(nèi)回3030- -80tnD80tnD最大充擔(dān)電流J J-】3C3C一般充電電流.,工Q,5Q,

11、5匚曷大航也電波5-5-IOCIOC一般放電電流0 05-1C5-1C工作溫度范圍充電；0-45T0-45T放電二-20-20由二作有的廠區(qū)為25t典型的放電特性與壽命一種型號為STL18650的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池容量為1100mAh在不同的放電率時(shí)其放電特性如圖2所示.最小的放電率為,最大的放電率為10C,五種不同的放電率形成一組放電曲線.由圖2中可看出,不管哪一種放電率,其放電過程中電壓是很平坦的即放電電壓平穩(wěn),根本保持不變,只有快到終止放電電壓時(shí),曲線才向下彎曲放電量到達(dá)800mAh以后才出現(xiàn)向下彎曲.在0.510C的放電率圍,輸出電壓大局部在2.73.2V圍變化.這說明該電池有很好的放電

12、特性.18mm、高67/12word圖2STL18650的放電特性容量為1000mAh的STL18650在不同的溫度條件下從-20+40C的放電曲線如圖3所示.如果在23c時(shí)放電容量為100%,如此在0c時(shí)的放電容量降為78%,而在-20C時(shí)降到65%,在+40C放電時(shí)其放電容量略大于100%.從圖3中可看出,STL18650磷酸鐵鋰電池可以在-20C下工作,但輸出能量要降低35%左右.8/12word圖3STL18650在多溫度條件下的放電曲線STL18650的充放電循環(huán)壽命曲線如圖4所示.其充放電循環(huán)的條件是：以1C充電率充電,以2c放電率放電,歷經(jīng)570次充放電循環(huán).從圖4的特性曲線可看

13、出,在經(jīng)過570次充放電循環(huán),其放電容量未變,說明該電池有很高的壽命. ILLireIflicwjpGFJruiJMEEvriiw.ILLireIflicwjpGFJruiJMEEvriiw.(ICmACharge2CmABlf(ICmACharge2CmABlf CHM*圖4STL18650的充放電循環(huán)壽命曲線過放電到零電壓試驗(yàn)采用STL186501100mAh的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池做過放電到零電壓試驗(yàn).試驗(yàn)條件：用充電率將1100mAh的STL18650電池充滿,然后用放電率放電到電池電壓為0C.再將放到0V的電池分兩組：一組存放7天,另一組存放30天；存放到期后再用充電率充滿,然后用放電.最

14、后比較兩種零電壓存放期不同的差異.9/12word試驗(yàn)的結(jié)果是,零電壓存放7天后電池?zé)o泄漏,性能良好,容量為100%;存放30天后,無泄漏、性能良好,容量為98%;存放30天后的電池再做3次充放電循環(huán),容量又恢復(fù)到100%.這試驗(yàn)說明該電池即使出現(xiàn)過放電甚至到0V,并存放一定時(shí)間,電池也不泄漏、損壞.這是其他種類鋰離子電池不具有的特性.磷酸鐵鋰電池的特點(diǎn)通過上述介紹,LiFePO4電池可歸納下述特點(diǎn).1高效率輸出：標(biāo)準(zhǔn)放電為25C、連續(xù)高電流放電可達(dá)10C,瞬間脈沖放電10S可達(dá)20C；2高溫時(shí)性能良好：外部溫度65c時(shí)部溫度如此高達(dá)95C,電池放電完畢時(shí)溫度可達(dá)160C,電池的結(jié)構(gòu)平安、完好

15、；3即使電池部或外部受到傷害,電池不燃燒、不爆炸、平安性最好；4極好的循環(huán)壽命,經(jīng)500次循環(huán),其放電容量仍大于95%;5過放電到零伏也無損壞；6可快速充電；7低本錢；10/12word8對環(huán)境無污染.磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的應(yīng)用由于磷酸鐵鋰動(dòng)力電池具有上述特點(diǎn),并且生產(chǎn)出各種不同容量的電池,很快得到廣泛地應(yīng)用.它主要應(yīng)用領(lǐng)域有：1大型電動(dòng)車輛：公交車、電動(dòng)汽車、景點(diǎn)游覽車與混合動(dòng)力車等；2輕型電動(dòng)車：電動(dòng)自行車、高爾夫球車、小型平板電瓶車、鏟車、清潔車、電動(dòng)輪椅等；3電開工具：電鉆、電鋸、割草機(jī)等；4遙控汽車、船、飛機(jī)等玩具；5太陽能與風(fēng)力發(fā)電的儲能設(shè)備；6UPS與應(yīng)急燈、警示燈與礦燈(平安性最好

16、)；7替代照相機(jī)中3V的一次性鋰電池與9V的饃鎘或饃氫可充電電池尺寸完全一樣；8小型醫(yī)療儀器設(shè)備與便攜式儀器等.這里舉一個(gè)用磷酸鐵鋰動(dòng)力電池替代鉛酸電池的應(yīng)用實(shí)例.采用36V/10Ah(360Wh)的鉛酸電池,其重量12kg,充一次電可行走約50km,充電次數(shù)約100次,使用時(shí)間約1年.假設(shè)采用磷酸鐵鋰動(dòng)力電池,采用同樣的360Wh能量12個(gè)10Ah電池串聯(lián)組成,其重量約4kg,充電一次可行走80km左右,充電次數(shù)可達(dá)1000次,使用壽命可達(dá)35年.雖然說磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的價(jià)格較鉛酸電池高得多,但總的經(jīng)濟(jì)效果還是采用磷酸鐵鋰動(dòng)力電池更好,并且11/12word在使用上更輕便.小型磷酸鐵鋰動(dòng)力電池小型磷酸鐵鋰動(dòng)力電池是標(biāo)準(zhǔn)的,有圓柱形與長方形.如圓柱型的型號有18650、26650等.型號中前兩位是表示直徑,后兩位或三位表示高度單位為mm,即18650的尺寸的直徑為1