磷酸鐵鋰——動力鋰離子電池的材料

磷酸鐵鋰——動力鋰電池的材料

目前，我國小容量鋰離子電池——如手機電池、筆記本電腦電池等的加工已基本趨于飽和，但是大容量的動力鋰電池卻仍舊沒有進入市場。電動車及大型移動電源使用范疇仍是鉛酸體系電池占據著主導地位。鋰電池自問世以來一直以鈷酸鋰、錳酸鋰正極材料為主導，鈷酸鋰及錳酸鋰材料由于自身安全性差，循環壽命短、價格昂貴等缺點，都不能真正適用鋰離子動力電池產業需要。新一代鋰電正極材料磷酸鐵鋰逐步粉墨登場后，真正為大容量鋰動力電池的發展和更新展現了廣闊空間，開辟了新乾坤。鋰離子電池取代鉛酸、鎳氫等電池體系的局面將成為電池產業發展的必然趨勢。

鋰電池正極材料的優劣，大致可以從以下幾個方面進行評估：

（1）正極材料應有較高的電極電位，使電池有較高的輸出電壓；

（2）鋰離子能夠在正極材料中大量的可逆地嵌入和脫嵌，以使電池有高的容量；

（3）在鋰離子嵌入/脫嵌過程中，正極材料的結構應盡可能不發生變化或小發生變化，以保證電池良好的循環性能；

（4）正極的氧化還原電位在鋰離子的嵌入/脫嵌過程中變化應盡可能小，使電池的電壓不會發生顯著變化，以保證電池平穩地充電和放電；

（5）正極材料在鋰離子的嵌入/脫嵌過程中材料結構不發生塌陷，使電池的電壓不會發生顯著變化，以保證電池安全性；

（6）正極材料應有較高的電導率，能使電池大電流地充電和放電；

（7）正極不與電解質等發生化學反應；

（8）鋰離子在電極材料中應有較大的擴散系數，便于電池快速充電和放電；

（9）價格便宜，對環境無污染。事實上，動力鋰電池最需要關注的應是其安全性能的問題。磷酸鐵鋰離子電池正極材料在上述的九項評判標準中，除了6、8項指標不高外，其它各項指標均為正極材料中最好的，尤其是安全性能可靠與循環壽命長更是其它材料所無與倫比的，這也正是掂量動力電池性能最緊要的技術指標。而今僅存的問題就是怎么樣用磷酸鐵鋰正極材料做出大容量鋰電池，即誰先占據磷酸鐵鋰鋰離子動力電池市場，誰將有望成為動力電池市場的領導者。

科技進步推動電動車用電池產品升級

新的產業會在一定程度上促使經濟結構的改變，新的高科技產品出現同樣會帶來行業新氣象。電動自行車作為節能、便捷的新型交通工具，已逐漸被消費者認可，，并且蘊藏著巨大的市場空間，據中國自行車協會透露，2005年我國電動車保有量已經超過1500萬輛，中國電動車業有了跨過式發展。但是，在發展的同時社會依然還存在諸多的疑問，比如說路權問題、安全問題、環保問題等，隨著交通行業的發展、國家政策的引導，目前路權問題已逐步得到處理，而安全問題、環保問題依然擺在整個行業面前。目前國內市場電動車配備的電池仍舊主要是鉛酸蓄電池，隨著人么生活水平的提高，安全、環保意識也有了很大提高，鉛酸蓄電池高污染的弊病，過去通過各媒體多途徑的報道已廣為人知，所以包括政府在內的多方面都對這個問題存在很大的迷惑。但對于鉛酸蓄電池的二次污染，整個行業的人士包括技術工作者并非無動于衷，而是多方努力來處理這個問題，一方面他們對現有產品進行改進，一方面加大力量研發替代產品。比如，一些著名的科研機構開發出了“鉛酸電池超級復原”、免維護等各種技術，就是希望通過各種方式減少對環境污染所帶來的諸多壓力，目前通過一整套系統的建立，這種產品的安全和環保問題已經得到很好的處理，也使傳統的鉛酸電池煥發出了新的生命力。但顯然這只能作為權宜之計，難以從根本上改變電池污染問題，而且業內不少不負責任的廠商使用一些劣質產品，使行業蒙受了陰影。據有關人士稱，2004、2005年電動訴訟案中，對電池起訴的占到了八成，人們的呼聲、社會的雪球、市場的極缺現象，注定要有一種新型的產品來替代鉛酸蓄電池，但是社會對這種新的產品要求很苛刻，非得具備高壽命、高安全、高環保以及消費者能夠接受的合理價格。目前已經出現了一些新的可替代的產品，但是與傳統的鉛酸電池相比還是存在這樣或那樣的問題，其中比較有前途的是鋰離子電池，不過由于材料成本的關系其價格相對比較高，安全性也需要進一步提高。為知道決鋰離子電池的問題，通過有志之士的多方研究，終于發現了“磷酸鐵鋰”這種材料具有高壽命、高安全、高環保的特性，這種材料的發現給了電動車的進一步推廣帶來了活力，一時間國內的眾多科研機構預言“它”將成為將來鉛酸蓄電池的替代品，不過材料雖然發現了但是依然存在著一些技術上的難題，所以目前很多企業都在努力研究，希望處理磷酸鐵鋰離子電池所存在的問題。近日有消息稱，山東海霸通訊設備有點公司的科研人員歷經三年的攻關，已經基本處理了磷酸鐵鋰所遺留的技術難題，并實現了磷酸鐵鋰離子電池的規模化加工，2000次循環充電衰退率保持再產品信息剛剛發布20%以內，產品信息剛剛發布，就受到了社會的廣泛關注并引起了合作商的極大興致，這無疑對于國內電動車行業的產品升級會萌生促使作用。

動力磷酸鐵鋰離子電池的屏障————動力鋰離子電池管理系統

目前，我國大部分動力電池為鉛酸蓄電池，鉛酸蓄電池具有容量小、體積大、污染大等缺點，所以磷酸鐵鋰離子電池將成為鋰動力電池發展的一個新趨勢，與此同時，研究磷酸鐵鋰離子電池保護電路亦為一個主要的發展方向。眾所周知，動力電池包是由多塊單體電池串聯而成，但實際上每個電池之間的參數及個體性能存在微小差異，這就要求我們在進行充放電時，非得保持電池包中各串聯單體電池電壓之間的自動平衡，否則會影響電池包中單個電池的壽命。我們本著對動力鋰離子電池質量負責的原則，使客戶在使用該類電池包時，能擁有較高的性價比，山東海霸研發了該類電池包保護板。

前大部分動力電池包（包括國外部分動力電池包加工廠家）均沒有在產品的基礎上增加保護電路功能，動力電池使用壽命短，造成財力和人力的極大浪費。鑒于電池保護問題嚴重影響動力電池將來方向，山東海霸通訊設備有限公司研究院的全體同志經過長時間的調研，終于研發出鋰離子動力電池保護板，且目前此產品在我公司實驗效果良好，并希望逐漸得到國內同行業及動力電池包使用客戶的認可。關于動力鋰離子電池保護板的功能，大致可以總結為以下幾個方面：

1、保護板具有過充電壓保護功能，單塊鋰離子電池的最高限制電壓設置為4.2V，當充電電壓達到此值時，電路板限制充電，并有各個單體電池的指示燈顯示；

2、保護板具有過放電壓保護功能，動力電池進行工作時消耗電能，使電池電壓降低，如果超過它的范圍，將對電池的壽命造成影響。單塊鋰離子電池的欠壓保護值設定為2.0V，當低于該值時，保護板對電池進行保護，使鋰離子電池包自動停止工作。

3、該保護板具有過流保護功能，當工作電流超過額定值時，鋰離子電池保護板發出信號，使鋰離子電池包停止工作。

4、該保護板具有短路保護功能，當外部由于各種原由造成短路時，鋰離子電池保護板對鋰離子電池包進行保護，戒備對鋰離子電池包造成損壞。

5、該保護板具有溫度保護功能，當電池工作溫度超過額定值時，通過該線路板停止鋰離子電池包的工作，以免發生意外，從而對電池包及用戶起到保護的作用。

我公司研發的鋰離子電池保護板是依據我國鋰離子電池發展的方向進行研發的，通過大量試驗證明，此產品對鋰離子電池的各類保護非常完善，很好的起到了保護的功能。且在設計該鋰離子電池保護板的過程中，我們參閱大量的國內外資料，認真分解國外大量的集成電路設備，選取適合我國實際情況的電子元件，最終經科技人員的共同努力研發出該產品。我們深信，伴隨著我國鋰離子電池行業的發展，越來越多的兄弟企業會對鋰離子電池的電路保護進行重視。并希望能通過該篇短文的解析，使國內電動動力電池行業對鋰離子電池保護板具有一個新的認識與知道，也對我們的科研能力和產品質量具有更進一步的認可，亦希望通過該文使客戶對山東海霸磷酸鐵鋰動力電池及動力電池的保護電路技術更進一步知道。磷酸鐵鋰動力電池本身具有非常高的產品性價比，再加之我們所研發的高質量磷酸鐵鋰離子電池包保護板，相信磷酸鐵鋰動力電池將會成為國內外客戶的一個明智選擇，也一定會在國內外具有廣闊的將來方向。

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