鐵鋰電池概述

1990年，索尼公司率先在實(shí)驗(yàn)室推出了以LiCoO2為正極材料的鋰離子電池，并于1991年開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。與傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池相比，鋰離子電池在工作電壓、能量密度、循環(huán)壽命等方面都具有顯著優(yōu)勢(shì)。所以， 在過(guò)去的二十年間鋰離子電池被廣泛應(yīng)用于便攜電子設(shè)備、電動(dòng)工具等領(lǐng)域。而近幾年，隨著全球?qū)?jié)能減排的關(guān)注，鋰離子電池也逐漸被應(yīng)用于通信、國(guó)家電網(wǎng)以及電動(dòng)汽車(chē)等多種行業(yè)。對(duì)于通信電源行業(yè)節(jié)能減排來(lái)說(shuō)，要求蓄電池體積更小、重量更輕、壽命更長(zhǎng)、更耐高溫、維護(hù)更容易、性能更穩(wěn)定、更環(huán)保等，因此為了順應(yīng)這些需求，鋰離子電池也正逐漸向大容量電池方向轉(zhuǎn)變，通信用磷酸鐵鋰電池應(yīng)運(yùn)而生。abc鐵鋰電池是鋰電池家族中的一類電池,正極材料主要為磷酸鐵鋰材料.又簡(jiǎn)稱為鋰鐵電池。

鐵鋰電池，并非像網(wǎng)上有些朋友說(shuō)的那樣安全。一樣會(huì)發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。技術(shù)就要求實(shí)話實(shí)說(shuō)，要有嚴(yán)謹(jǐn)性。

磷酸鐵鋰電池26650-3AH進(jìn)行3C10V過(guò)充,結(jié)果電池發(fā)生爆炸。重復(fù)測(cè)試,結(jié)果相近。

(注，該實(shí)驗(yàn)是對(duì)某未成形產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)，并且，述說(shuō)人不能提供照片)

當(dāng)鋰電池大電流充放電時(shí)，電池內(nèi)部持續(xù)升溫，活化過(guò)程中所產(chǎn)生的氣體膨脹，電池內(nèi)壓加大，壓力達(dá)到一定程度，如外殼有傷痕，即會(huì)破裂，引起漏液、起火，甚至爆炸。 所以，大家使用時(shí)，一定要注意安全。

但是在正常的使用過(guò)程中，一般會(huì)使用電池管理系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力鋰電池進(jìn)行保護(hù)，所以幾乎沒(méi)有爆炸現(xiàn)象。但是對(duì)于手機(jī)電池，由于保護(hù)措施不到位，反而更容易發(fā)生爆炸。

磷酸鐵鋰電池其實(shí)就是以磷酸鐵鋰為正極資料的鋰離子電池，而關(guān)于鋰離子電池來(lái)說(shuō)，正極資料分好多種如鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元資料、磷酸鐵鋰等，其間磷酸鐵鋰是當(dāng)今鋰電工業(yè)中最常用的一種資料。

磷酸鐵鋰電池由鋁箔與電池正極聯(lián)接，左面是聚合物的隔閡它把正極與負(fù)極離隔，但鋰離子Li 可以始末而電子e-不能始末，右邊是由碳組成的電池負(fù)極，由銅箔與電池的負(fù)極聯(lián)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，LiFePO4電池在充電時(shí)，正極中的鋰離子Li 始末聚合物隔閡向負(fù)極搬遷;在放電進(jìn)程中，負(fù)極中的鋰離子Li 始末隔閡向正極搬遷，鋰離子電池就是因鋰離子在充放電時(shí)來(lái)回搬遷而命名的。

鋰離子電池作業(yè)原理，電池充電時(shí)，Li 從磷酸鐵鋰晶體的010面搬遷到晶體外表，在電場(chǎng)力的效果下，進(jìn)入電解液，穿過(guò)隔閡，再經(jīng)電解液搬遷到石墨晶體的外表，然后嵌入石墨晶格中，鋰離子從磷酸鐵鋰脫嵌后，磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)化成磷酸鐵;電池放電時(shí)，Li 從石墨晶體中脫嵌出來(lái)，進(jìn)入電解液，穿過(guò)隔閡，再經(jīng)電解液搬遷到磷酸鐵鋰晶體的外表，然后重新經(jīng)010面嵌入到磷酸鐵鋰的晶格內(nèi)，再經(jīng)導(dǎo)電體流到磷酸鐵鋰正極而開(kāi)始放電。

對(duì)準(zhǔn)磷酸鐵鋰電池正負(fù)極的導(dǎo)電而言，必須在電池的正負(fù)極中參加導(dǎo)電劑，使之在電池的活性資猜中構(gòu)成，在理論描繪進(jìn)程中和理論出產(chǎn)進(jìn)程中，如何結(jié)束上述三個(gè)等式，還需要描繪一系列的試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，樹(shù)立數(shù)學(xué)模型或許樹(shù)立履歷公式，然后始末這些模型或許公式來(lái)進(jìn)行鋰離子電池的描繪。

當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)的鋰離子電池技能老到，以具有世界領(lǐng)先級(jí)水平，當(dāng)時(shí)業(yè)界仍是注重于以磷酸鐵鋰資料為正極的鋰離子電池，也有不少國(guó)家研發(fā)了新的鋰離子電池資料，僅僅當(dāng)時(shí)并沒(méi)有規(guī)?；霎a(chǎn)，有學(xué)者指出，至少在10內(nèi)磷酸鐵鋰正極資料是打開(kāi)的干流工業(yè)。

1、效率輸出:標(biāo)準(zhǔn)放電為2~5C、連續(xù)高電流放電可達(dá)10C，瞬間脈沖放電(10S)可達(dá)20C;

2、溫時(shí)性能良好:外部溫度65℃時(shí)內(nèi)部溫度則高達(dá)95℃，電池放電結(jié)束時(shí)溫度可達(dá)160℃。

3、電池的安全性，有一定的改善，但不徹底，還有危險(xiǎn)性。

4、好的循環(huán)壽命，經(jīng)500次循環(huán)，其放電容量仍大于95%;

5、放電到零伏也無(wú)安全問(wèn)題;

6、快速充電;

7、成本低;

8、環(huán)境無(wú)污染。

磷酸鐵鋰動(dòng)力電池(以下簡(jiǎn)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(shuō)鋰鐵電池其實(shí)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(hào)為STL18650的鐵鋰電池為例，來(lái)具體說(shuō)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(shí)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(guò)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(shí)，曲線才向下彎曲(放電量達(dá)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(shuō)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(shí)放電容量為100%，則在0℃時(shí)的放電容量降為78%，而在-20℃時(shí)降到65%，在+40℃放電時(shí)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(guò)570次充放電循環(huán)，其放電容量未變，說(shuō)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(guò)放電到零電壓試驗(yàn)

采用STL18650(1100mAh)的鋰鐵動(dòng)力電池做過(guò)放電到零電壓試驗(yàn)。試驗(yàn)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(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(wú)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(shuō)明該電池即使出現(xiàn)過(guò)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。

最近，有關(guān)新型電池取得進(jìn)展、有望取代傳統(tǒng)鋰電池的報(bào)道接連不，讓我們看到了手機(jī)、平板擁有更長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間的希望，不過(guò)可惜大部分都停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段，何時(shí)乃至能否大規(guī)模投入商用都不好說(shuō)。2012年8月，新能源公司Deboch TEC.GmbH又帶來(lái)了一種更接近現(xiàn)實(shí)的新能源技術(shù):含鐵的鋰電池。

Deboch TEC.GmbH公布的磷酸鐵鋰電池技術(shù)白皮書(shū)顯示，在使用復(fù)合納米材料后，單節(jié)32650規(guī)格(直徑32mm/長(zhǎng)度65mm)電芯的能量密度能夠提升到6000mAh，與當(dāng)前業(yè)界32650規(guī)格單節(jié)5000mAh的規(guī)格相比，同等體積提升了足足1000mAh，也就是20%之多，1節(jié)就能給iPhone 4S手機(jī)反復(fù)充電差不多4次。

更令人欣喜的是，在單顆低倍率充放電環(huán)境下使用，這種電池在循環(huán)使用多達(dá)3000次后，電量依舊保持在80%左右，而普通鋰電池循環(huán)充電500次左右就這德行了。按照每3天充放電一次計(jì)算，可以連續(xù)使用24年之久，是名符其實(shí)的長(zhǎng)壽電池。

這種新型電池技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于便攜移動(dòng)電源、小型UPS、筆記本電池、汽車(chē)電瓶等各種設(shè)備，而且針對(duì)不同使用環(huán)境，Deboch TEC.GmbH還按照循環(huán)充電次數(shù)的差異使用了不同的電芯顏色:面向軍工級(jí)的為金色，循環(huán)次數(shù)為3000次;民用汽車(chē)領(lǐng)域中使用藍(lán)色，2500次;綠色的、2000次的適用于小型便攜式移動(dòng)設(shè)備。