磷酸鐵鋰電池結構與工作原理及特點解析

2021-04-26 ryder

LiFePO4電池的內部結構如圖1所示。左邊是橄欖石結構的LiFePO4作為電池的正極，由鋁箔與電池正極連接，中間是聚合物的隔膜，它把正極與負極隔開，但鋰離子Li+可以通過而電子e-不能通過，右邊是由碳（石墨）組成的電池負極，由銅箔與電池的負極連接。電池的上下端之間是電池的電解質，電池由金屬外殼密閉封裝。

LiFePO4電池在充電時，正極中的鋰離子Li+通過聚合物隔膜向負極遷移；在放電過程中，負極中的鋰離子Li+通過隔膜向正極遷移。鋰電池就是因鋰離子在充放電時來回遷移而命名的。

磷酸鐵鋰電池的特點

高效率輸出：標準放電為2～5C、繼續高電流放電可達10C，瞬間脈沖放電（10S）可達20C；

高溫時性能良好：外部溫度65℃時內部溫度則高達95℃，電池放電結束時溫度可達160℃，電池的結構安全、完好；

即使電池內部或外部受到傷害，電池不燃燒、不爆炸、安全性最好；

極好的循環壽命，經500次循環，其放電容量仍大于95%；

過放電到零伏也無損壞；

可快速充電；

低成本；

無記憶效應：可充電池在常常處于洋溢不放完的條件下工作，容量會迅速低于額定容量值，這種現象叫做記憶效應。鎳氫、鎳鎘電池存在記憶性，而磷酸鐵鋰電池無此現象，電池無論處于什么狀態，可隨充隨用，無須先放完再充電。

體積小、重量輕，同等規格容量的磷酸鐵鋰電池的體積是鉛酸蓄電池體積的1/3，重量是鉛酸蓄電池的1/3。

對環境無污染，該電池不含任何重金屬與稀有金屬（鎳氫電池需稀有金屬），無毒（SGS認證通過），無污染，符合歐洲ROHS規定，為絕對的綠色環保電池。鉛酸蓄電池中卻存在著大量的鉛，在廢棄后若解決不當，仍將對環境形成二次污染，而磷酸鐵鋰材料無論在加工及使用過程中，均無污染。