鋰鐵電池是一種一次電池,屬于鋰電池的一種。
鋰電池家族中的一類電池,正極材料為二硫化亞鐵(FeS2),負極是金屬鋰(Li),電解液是含鋰鹽的有機溶劑。
區(qū)別于二次鐵鋰電池(磷酸鐵鋰電池) ,鋰鐵電池為一次性電池。
鋰/二硫化鐵電池 是一種新型的高能鋰電池,具有質(zhì)量輕、能量高、大電流放電能力強等特點。放電穩(wěn)定、儲存壽命長、安全性能優(yōu)良,特別適合在重負載場合使用,已逐漸成為便攜式電子產(chǎn)品的最佳電源。
中文名稱 | 鋰鐵電池 | 正極材料 | 二硫化亞鐵(FeS2) |
---|---|---|---|
負極材料 | 鋰(Li)或其合金 | 生產(chǎn)時間 | 1991年 |
1、能夠兼容1.5V堿性電池、碳性電池
2、適用于大電流放電。
3、電量充足,其實際放電容量超過市面上所有的民用一次或二次電池。
4、溫度范圍比其他一次電池寬廣得多,低溫性能優(yōu)異。
5、體積小、重量輕。柱式或者紐扣電池重量只有同型號碳性電池的70%,堿性電池的 50%。對于民用住宅內(nèi)的站點,可節(jié)省承重加固的費用,進一步加速站點的建設(shè), "節(jié)材"優(yōu)勢更加明顯。
6、防漏性能明顯更好,貯存性能優(yōu)異,可貯存10年。
7、沒有使用有害材料,不污染環(huán)境。
基于多種優(yōu)點,鋰鐵電池常常被人們稱為繼碳性電池、堿性電池后的第三代一次電池,但實際上目前并沒有出現(xiàn)明顯的取代堿性電池的趨勢,相關(guān)人士認為這是其成本和售價制約了發(fā)展的緣故。
對于造成國內(nèi)鋰鐵電池價格居高不下的原因,生產(chǎn)廠家做過專門分析,大致歸納為以下幾個方面:
1、高價原材料及其帶來的特殊生產(chǎn)環(huán)境及安全要求:造成鋰鐵電池高價結(jié)果的首要原因是用金屬鋰帶作負極,比堿性電池的鋅膏高出許多;金屬鋰是活躍元素,因此對生產(chǎn)環(huán)境中的溫度和濕度都有更高的要求,不但要加裝干燥機和空調(diào)設(shè)備,還要對崗位上的工作人員提高工資。鋰鐵電池活躍的負極金屬鋰,加上電解液易揮發(fā),正極與隔膜均為可燃物,這些都需要添加相應(yīng)的設(shè)備加以控制,而這些設(shè)備是碳性電池和堿性電池生產(chǎn)中沒有的。
2、對外依賴性強:設(shè)備必須進口,由于設(shè)備制造商較少,外國設(shè)備商可以漫天要價,而且設(shè)備遇到故障還得求助于他們,在維修過程中,需要高價進口設(shè)備零件及支付高昂維修費。同時,電解液實際上依賴進口,其成分、配方是生產(chǎn)廠家的商業(yè)秘密。
3、生產(chǎn)中的損耗,特別是廢品率高:由于鋰鐵電池的精度要求高,因此,對原料選擇及人工操作要求較嚴(yán)。材料上的以次充好及采用不合格原料,或者人為誤操作都會使廢品率出現(xiàn)或提高。
正是上述內(nèi)外原因?qū)е铝虽囪F電池價格難以降低。另一方面,自2006年以來,國家對碳性電池和堿性電池規(guī)定了環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)有的堿性電池均實現(xiàn)無汞化,這使得鋰鐵電池取代堿性電池失去了環(huán)保優(yōu)勢。
鋰鐵電池是一種一次電池(不可充電),屬于鋰電池的一種。
鋰鐵電池的正極是二硫化亞鐵(FeS2),負極是金屬鋰,使用卷繞方式制成電池,放電時,二硫化亞鐵被還原,金屬鋰被氧化。其能量密度約297Wh/kg,標(biāo)稱電壓是1.5V,新電池開路電壓近1.8V,接負載時端電壓1.5V左右 ,相對于其他品類的鋰電池屬于低壓鋰電池,市場上廣泛使用的型號是AA型和AAA型。與同型號的堿性電池和充電電池比較,Li/FeS2電池?zé)o論是從低溫性能、大電流放電能力、還是貯存壽命,都具有明顯的優(yōu)勢 ,實際工作時放電電壓可與堿性電池兼容。
鋰鐵電池不同于人們通常所說的鐵鋰電池(LiFePO4)。鐵鋰電池的全稱是磷酸鐵鋰電池,屬于二次鋰離子電池(可充電)。
價格參考: 深圳市龍華新區(qū)龍華綠色時代電子商行 規(guī)格 2節(jié)裝5號電池一節(jié) ...
耐時鋰鐵電池用起來不錯 第一、安全性能良好 磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固,難以分解,即便在高溫或過充時也不會像鈷酸鋰一樣結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱或是形成強氧化性物質(zhì),因此擁有良好的安全性。 第二、壽命很長 磷酸鐵...
2015年第二季度全球鋰電池電芯產(chǎn)值前10名分別是:國外企業(yè)--松下、LG、三星SDI、AESC、索尼,國內(nèi)企業(yè)--ATL、BYD、光宇、力神、國軒
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鋰電池性能測試簡介 鋰離子電池具備如下幾個特性 高能量密度、高操作電壓、高輸 出功率、快速充電及低公害。 所以雖然在單位能量價格上比起其它電 池仍然偏高 但仍為近年來各種先進電池中最被重視的商品化電池。 所以在此以介紹鋰離子電池為主。 1、極板性能測試 鋰離子電池一般是由正極含鋰氧化物與負極碳材搭配組成。 在組 裝一批新電池前正、負極材料將會被個別的制作 Coin Cell 半電池如 LiMn 2O4/Li 半電池,藉此來測試單位電容量及充放電特性。 藉由定電 位儀所測得的電容量 [C]-電壓 [V]變化關(guān)系??蓮?C-V 曲線的最佳電 位區(qū)間來決定充電截止電壓與放電截止電壓 ,再以實際活化物總量換 算理論電容量 ,并估算充放電電流值 。 1、定電流定電壓充電 充電開始:以一定電流進行充電, 待電池充電電壓達設(shè)定值時再 以設(shè)定電壓值進行充電之方式。 當(dāng)鋰離子電池于不當(dāng)?shù)碾妷撼潆姇r極 易影響
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BCSE系列 動力電池組容量監(jiān)測放電設(shè)備 概說 鐵鋰電池的標(biāo)稱電壓是 3.2V、終止充電電壓是 3.6V、終止放電壓是 2.0V。具有良好的耐高 溫、壽命長、 快速充電,環(huán)境污染小,近幾年已經(jīng)廣泛應(yīng)用。 目前亟待解決的問題是電池維護手段及檢測工 具嚴(yán)重缺乏,這也是導(dǎo)致動力蓄電池故障隱患無法有效排除的重要原因。 動力電池檢測 DCLT、BCSE、SBCT、 BT-6700 填補了這一空白。 適用于各種動力電池:堿性、酸性、膠體電池、鐵鋰、錳鋰、鈦酸鋰等 2.0-3.6V 電池。 BCSE=容量快速分析功能 +單體電壓監(jiān)測功能 +恒流放電功能 一、 BCSE 系列主要功能 1、產(chǎn)品同時具有容量分析、單體電壓監(jiān)測和恒流放電三項功能。 2、恒流放電電流: 0-100A 連續(xù)可調(diào),單機最大能滿足 1000AH蓄電池的維護測試。 3、具有完全深度放電功能:能滿足十小時連續(xù)放電,精確測量電池容量。 4
搭載著電池往改裝店跑時,總想著寫這篇試用文章的難度,應(yīng)該如何入手評測電池呢?電流?電壓?輸出穩(wěn)定性?能量密度?即便是拿著BuddyClub給來的說明書看過n遍,也依然滿腦袋問號。
圖:與筆者原來使用的VARTA瓦爾塔(江森自控)電池的對比,紅色的MEGA LiFe電池足足輕了10公斤!不信?下圖為證......
圖:是足足10公斤的對比,這10公斤如果換了其他的什么能省下來呢?碳纖頭蓋?不夠,俺車原裝的既面積小且又已經(jīng)是鋁合金的,輕不了這個數(shù).......
*何謂“磷酸鋰鐵電池”?*
磷酸鋰鐵電池(LiFePO4)內(nèi)部結(jié)構(gòu)由正極、負極、電解質(zhì)及隔膜組成。而正極(Positive Aluminum Foil)和負極(Li-ion Carbon)的材料是不同的、且由隔膜分割,所以造就了磷酸鋰鐵電池會比普通的鉛酸電池更為穩(wěn)定。BuddyClub的MEGA.LiFe車用電池的核心組件來自美國A123公司,這家公司是全球最知名的鋰離子電池研發(fā)及制造公司,尤其在以納米科技改變材料物理屬性等領(lǐng)域堪稱傲視全球同業(yè)。
圖:這個就是BuddyClub MEGA LiFe電池的正負極結(jié)構(gòu)。
壽命及耐用性問題
對于電池這個問題,相信車友們最關(guān)心的大多是壽命問題。一般車民都會遇到過昨天晚上還好好的,但第二天打火發(fā)現(xiàn)儀表板全滅、再盛放滿屏的“圣誕樹”的景象,要么跑到附近快修店找人搭電,要么叫拖車......何其尷尬。
絕大部分的汽車用電池都是不會有“失效提醒”功能的,有些有個觀察窗的設(shè)計,但實際上有多少人能通過那個顯示燈注意到自己的電池狀態(tài)呢?如同定期要換機油一個道理,大部分車主覺得車子能開就是沒問題,甚至以一缸機油能跑個多少萬公里為傲,但這種養(yǎng)車心態(tài)是正確的嗎?
人天生就有條懶根,能用的、感覺還好端端的,就不會有這個心思去保養(yǎng),好像女人只有發(fā)現(xiàn)自己有魚尾紋了才會上心去美容一樣。其實對待汽車的日常養(yǎng)護又何嘗不是這個道理呢?電池其實跟機油、冷卻液、車漆都是一個道理,只不過它的壽命沒有機油短促、沒有車漆的花紋可以立見而已。一般汽車用的鉛酸電池的壽命也就是1~3年,養(yǎng)車心態(tài)好的車主,不管失效不失效的,一般每隔兩年就會直接換掉。而鋰鐵電池作為目前一種新興的車用電池、其在軍用航太領(lǐng)域早已被廣泛應(yīng)用,其最大的優(yōu)勢就是壽命長,起步就是五年,能用個十年八年的不在少數(shù),而且從目前的電池技術(shù)水平而言,這個也不是太廣告性質(zhì)的宣傳,因為他們真的能做到,作為消費者,相信就是了。
圖:MEGA LiFe這類高性能電池多年前的主要心思都在賽車領(lǐng)域,而隨著科技進步、產(chǎn)能上升、成本下降等因素,開始逐步進軍普通民用車及改裝市場,對于那些早已躍躍欲試的用家們無疑是一個好消息。
圖:賽車用的高性能LiFe電池,比民用車上用的要小得多輕得多,因為它們只需滿足一次啟動電量和行進間點火、極度精簡的設(shè)備用電即可,但一定要體積小、重量輕,需求不同,產(chǎn)品形態(tài)自然也不同。
鋰離子電池因為具有高能量密度、無記憶效應(yīng),以及未使用時更為緩慢的電荷損失等優(yōu)點,尤其是近年材料科技、微觀物理等學(xué)科的長足進步下,也讓民用化車載磷酸鋰鐵電池得以實現(xiàn)工作電壓穩(wěn)定、單位重量下更大容量、高放電功率、充電迅速、高溫穩(wěn)定性高、使用壽命長等普通車用鉛酸電池難以企及的性能。當(dāng)然了,這里這些性能優(yōu)勢雖然產(chǎn)品說明書里都有詳細的列表,但筆者還是覺得沒必要字字句句都羅列出來了,說真的,誰換電池會看這個?。考幢闶侨绻P者這種自認為對汽車性能表現(xiàn)都極有“末梢感知”性能的動物,真到了自己改車開車用車時,都首先思考怎么做“減法”,而不是讓車子變復(fù)雜了,這才是一種正確的用車觀念,所以接到這顆BuddyClub電池后,路途中雖然想著怎么專業(yè)表達出來,但如果換了自己作為車主,我只關(guān)心三個問題:
1、耐用嗎?前文已經(jīng)說過,它的耐用性能起碼到5年或以上。
2、有沒有附加功能?有,電池上有個開關(guān),按下后會亮藍燈,它是一個應(yīng)急電源的功能,如果你的電池真因為放久了、失效了,按下這個藍燈,就夠打著火。安裝了新電池后,電量不夠的,所以用了一次,證明有效。
3、能減重嗎?經(jīng)過實際與筆者原車上的瓦爾塔電池比較,輕了10公斤!真是10公斤!足足是10公斤!
圖:BuddyClub還有專用的電池測試儀可另外購買,其實很多車主的隨車工具里都會放個胎壓計、胎紋深度尺之類的,多放一個電池測量儀或者能成為新潮流。
減重問題
汽車減重,是從90年代末至00年代初開始才被普遍量產(chǎn)車廠開始接受的整車設(shè)計觀念,畢竟這個時候全世界都注意到了環(huán)保節(jié)能等議題,而隨著汽車科技的發(fā)展,無論工程力學(xué)還是材料力學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科都有了飛躍性的發(fā)展后,汽車如何能在保證結(jié)構(gòu)剛性和碰撞安全性等條件下、盡量將體重降到最低,成了各大車廠都普遍關(guān)注的問題。當(dāng)時最震撼的一個新車系事件最能說明問題,奔馳從W140過渡到W220一代,全車減重近150公斤(1991年與1998年兩代S500對比),當(dāng)年這類隨著更替迭代而大幅減重的車系例子還有很多,而最為極端也包括了那些不計成本的跑車更不在話下。
圖:MEGA LiFe電池的其中一個特色,就是自帶應(yīng)急啟動按鈕(Emergency Start),萬一主電池沒電了(例如長時間停放后或者車上有搭鐵漏電原件等),只要把它打開就能滿足臨時打火需要。
很多時候都很不解那種喜歡在車上放大量雜物、但又動不動就說著“幾個幾個油”的用車思路到底是出于一種什么心態(tài)?兩者在汽車的使用中是一對矛盾體,雜物越多,引擎負載越大,尤其是現(xiàn)在那些“小排量大馬力”的車型,汽車的負載越高、耗油量越大,尤其在經(jīng)常起起停停的塞車工況下。買回來的車,“再減重”的方法有很多種,首先第一個就是少放雜物,很多剛買車的人喜歡在車尾放一整箱蒸餾水,一升水就是一公斤!那些一年都用不上一次的DIY洗車打蠟工具少說也有三五公斤吧?座椅套和全包腳墊,能不用還是不要用了吧,內(nèi)飾新舊程度其實對二手價真的沒什么幫助的,車子太重導(dǎo)致您的引擎“不精神”估計更掉價。
圖:汽車電池絕不僅僅是如AA電池那種一個正負極就完事的,尤其是這種鋰鐵電池,內(nèi)部還有一套完整的電力管理系統(tǒng)軟硬件在管控的。
但這次換上的BuddyClub Mega.LiFe電池后,減重達到了10公斤可謂是喜出望外。畢竟環(huán)顧整個引擎艙里,能大幅減重的項目其實并不多,而電池往往是所有“前軸減重”第一個被關(guān)注的部分,原廠的電池體重高達17.87公斤(高爾夫的19公斤),而Mega.LiFe電池只有7.21公斤,一下子左前輪及前軸的負載減少了10公斤,作為驅(qū)動輪部位的減重效果非常明顯,配合上更流暢的電流供應(yīng)予引擎點火、噴油等周邊用電環(huán)節(jié)下,起步輕快感、中段加速流暢感都是能瞬間被體會出來的,當(dāng)然了,這種輕快感和流暢感很快會比“習(xí)慣”淹沒掉,這也跟很多產(chǎn)品的特性一樣,例如機油、剎車片等等,它們的性能會被習(xí)慣洗刷掉。至于能否省油?我經(jīng)常都說省油不在車而在右腳上。
圖:MEGA LiFe電池全部使用貴價的銅質(zhì)電極頭,而普通的電池則是鉛鐵頭,前者在傳輸效率上優(yōu)勢明顯,這類物理測試的數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上大把,感興趣的車友不妨再深入研究吧。
圖:電池的供電性能對于引擎性能最大的影響莫過于點火和噴油時間,理論上而言,跳火越強、燃油混合氣的燃燒越充分、能量也越多,電的重要性在這里不言而喻了。
圖:同樣的,電流的穩(wěn)定性也會影響到噴油嘴的工作,尤其是現(xiàn)今缸內(nèi)直噴科技的普及,噴油嘴的開合時間也就跟供電的關(guān)系更密切了。
圖:減重10.66公斤,收益明顯,如果按照需要減重的每公斤的C/P值計算的話,雖然MEGA LiFe的售價不菲,但還是屬于較高性價比的減重部件,這還不包括對于引擎動力性能提升的部分。
總體而言,在使用了兩周后,對于MEGA LiFe電池的性能已經(jīng)有了一個基本的了解,首先它確實是輕,輕的好處是轉(zhuǎn)向負載、制動時的重心轉(zhuǎn)移、甚至方向盤手感等等都有很輕微的變化,不要小看這10公斤,這種感覺在之前換了輕量化的制動套件、輪圈之后同樣,前輪負載發(fā)生變化時,其實是很容易感覺到的。尤其在很熟悉自己座駕的前提下,更是如此。不過,輕量化雖然換來了更直接和低負荷的轉(zhuǎn)向表現(xiàn)等,但同時也帶來了不平路面時過多的彈跳感,雖然更加快上快下,但是否適合每個駕駛者呢?這一點上筆者不作評論,畢竟每個人的駕駛風(fēng)格和對車輛動態(tài)的感觸不同,這里沒有好壞之分,只有適合自己與否。
至于對于動力性能的幫助方面,其實還是收益蠻多的,首先動力輸出流暢度不錯,尤其是低速和斜坡等高負荷工況下更容易體會到那些輕微的變化,這樣的升級絕不僅僅如寫完電腦或者外掛了變速箱電腦那樣的蠻力晉級,而是在細微處彌平得更好的感覺。
改裝嘛,絕不僅僅是那種大鳴大放的喧嘩,成敗與否往往存在于那些悄然無聲的璀璨里。
鐵電池特性壽命
磷酸鐵鋰動力電池(以下簡稱鋰鐵電池)作為鐵電池的一種,一直受到業(yè)界朋友的廣泛關(guān)注(也有人說鋰鐵電池其實就是鋰離子電池的一種)。就鐵電池而言,它可以分為高鐵電池和鋰鐵電池,今天我們以型號為STL18650的鋰鐵電池為例,來具體說明一下鋰鐵的電池的放電特性及壽命。
STL18650的鋰鐵電池(容量為1100mAh)在不同的放電率時其放電特性如圖2所示。最小的放電率為0.5C,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1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),基本保持不變),只有快到終止放電電壓時,曲線才向下彎曲(放電量達到800mAh以后才出現(xiàn)向下彎曲)。在0.5~10C的放電率范圍內(nèi),輸出電 壓大部分在2.7~3.2V范圍內(nèi)變化。這說明該電池有很好的放電特性。
圖1 STL18650的放電特性
容量為1000mAh的STL18650在不同的溫度條件下(從-20~+40℃)的放電曲線如圖2所示。如果在23℃時放電容量為100%,則在0℃時的放電容量降為78%,而在-20℃時降到65%,在+40℃放電時其放電容量略大于100%。
從圖3中可看出,STL18650鋰鐵電池可以在-20℃下工作,但輸出能量要降低35%左右。
圖2 STL18650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3的特性曲線可看出,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。
圖3 STL18650的充放電循環(huán)壽命曲線
過放電到零電壓試驗
采用STL18650(1100mAh)的鋰鐵動力電池做過放電到零電壓試驗。試驗條件:用0.5C充電率將1100mAh的STL18650電池充滿,然后用1.0C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0.5C充電率充滿,然后用1.0C放電。最后比較兩種零電壓存放期不同的差別。
試驗的結(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%。
這試驗說明該電池即使出現(xiàn)過放電(甚至到0V),并存放一定時間,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。
磷酸鐵鋰動力電池(以下簡稱鋰鐵電池)作為鐵電池的一種,一直受到業(yè)界朋友的廣泛關(guān)注(也有人說鋰鐵電池其實就是鋰離子電池的一種)。就鐵電池而言,它可以分為高鐵電池和鐵鋰電池,今天我們以型號為STL18650的鐵鋰電池為例,來具體說明一下鐵鋰的電池的放電特性及壽命。
STL18650的鋰鐵電池(容量為1100mAh)在不同的放電率時其放電特性如圖2所示。最小的放電率為0.5C,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1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),基本保持不變),只有快到終止放電電壓時,曲線才向下彎曲(放電量達到800mAh以后才出現(xiàn)向下彎曲)。在0.5~10C的放電率范圍內(nèi),輸出電壓大部分在2.7~3.2V范圍內(nèi)變化。這說明該電池有很好的放電特性。
圖1 STL18650的放電特性
容量為1000mAh的STL18650在不同的溫度條件下(從-20~+40℃)的放電曲線如圖2所示。如果在23℃時放電容量為100%,則在0℃時的放電容量降為78%,而在-20℃時降到65%,在+40℃放電時其放電容量略大于100%。
從圖3中可看出,STL18650鋰鐵電池可以在-20℃下工作,但輸出能量要降低35%左右。
圖2 STL18650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3的特性曲線可看出,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。
圖3 STL18650的充放電循環(huán)壽命曲線
過放電到零電壓試驗
采用STL18650(1100mAh)的鋰鐵動力電池做過放電到零電壓試驗。試驗條件:用0.5C充電率將1100mAh的STL18650電池充滿,然后用1.0C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0.5C充電率充滿,然后用1.0C放電。最后比較兩種零電壓存放期不同的差別。
試驗的結(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%。
這試驗說明該電池即使出現(xiàn)過放電(甚至到0V),并存放一定時間,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。