鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:380次 | 2023年11月30日
磷酸鐵鋰電池的工作原理以及工作溫度
磷酸鐵鋰離子電池的工作原理
磷酸鐵鋰離子電池,是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料重要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。
磷酸鐵鋰離子電池在充電時(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)來回遷移而命名的。
磷酸鐵鋰離子電池充電時(shí),Li+從磷酸鐵鋰晶體的010面遷移到晶體表面,在電場力的用途下,進(jìn)入電解液,穿過隔膜,再經(jīng)電解遷移到石墨烯的表面,然后嵌入石墨烯晶格中,與此同時(shí),電子經(jīng)導(dǎo)電體流向正極的鋁箔電極,經(jīng)極耳、電池極柱、外電路、負(fù)極極柱、負(fù)極耳流向負(fù)極的銅箔集流體,再經(jīng)導(dǎo)電體到石墨負(fù)極,是負(fù)極的電荷達(dá)至平衡,鋰離子從磷酸鐵鋰脫嵌后,磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)化成磷酸鐵。
磷酸鐵鋰離子電池放電時(shí),Li+從石墨晶體中脫嵌出來,進(jìn)入電解液,穿過隔膜,再經(jīng)電解液遷移到磷酸鐵鋰晶體的表面,然后重新經(jīng)010面嵌入到磷酸鐵鋰的晶格內(nèi)。同時(shí),電池經(jīng)導(dǎo)電體流向負(fù)極的銅箔集電極,經(jīng)極耳、電池負(fù)極柱、外電路、正極極柱、正極耳流向正極的銅箔集流體,再經(jīng)導(dǎo)電體到磷酸鐵鋰正極,使正極的電荷達(dá)到平衡狀態(tài)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
磷酸鐵鋰離子電池工作溫度
目前使用相對較多的鋰離子電池組是磷酸鐵鋰離子電池組,因?yàn)榇蠹叶剂私怃囯x子電池本身的穩(wěn)定性較差,相對來講其安全系數(shù)并不是很高,而磷酸鐵鋰離子電池則是在原有的鋰離子電池的正極材料基礎(chǔ)上對其進(jìn)行改進(jìn),讓其的安全系數(shù)更高,常見的磷酸鐵鋰離子電池組正極材料有鉆酸鋰,錳酸鋰以及鎳酸鋰等等,最為常用的則是鉆酸鋰。雖然磷酸鐵鋰離子電池組也屬于鋰離子電池,但是從正極材料上我們可以看出,磷酸鐵鋰離子電池是目前鋰離子電池中穩(wěn)定性較高的電池,而且就成本來講,也不算很高,所以磷酸鐵鋰離子電池組在一些大型工業(yè)以及移動(dòng)移動(dòng)基站中使用的越來越多。
但是磷酸鐵鋰離子電池的振實(shí)密度較低,也正是這一特點(diǎn)決定了磷酸鐵鋰離子電池在電動(dòng)工具方面上的使用有所成效,相對來講假如將磷酸鐵鋰離子電池應(yīng)用在手機(jī)上,那么它的弊端則暴露無遺,最為明顯的一個(gè)缺點(diǎn)就是容量不足。在工作的時(shí)候,磷酸鐵鋰離子電池組難免會(huì)出現(xiàn)熱量,一般來講,磷酸鐵鋰離子電池組的工作環(huán)境是-50℃到+80℃之間,但是實(shí)際情況中,磷酸鐵鋰離子電池組在工作的過程中以及國祚過程之后都是要出現(xiàn)熱量的,所以,我們最好將磷酸鐵鋰離子電池組的溫度控制在+50攝氏度之下,然而磷酸鐵鋰離子電池組最大的一個(gè)缺點(diǎn)就是關(guān)于低溫的耐性很低,通俗的講就是磷酸鐵鋰離子電池組不耐低溫,所以盡量不要在超過的溫度范圍內(nèi)工作。
不管磷酸鐵鋰離子電池組是在高溫下工作還是低溫下工作,兩種情況都會(huì)對磷酸鐵鋰離子電池組出現(xiàn)較大的損耗,因?yàn)榱姿徼F鋰離子電池組長期在高溫下工作,雖然從化學(xué)角度來講有利于電極材料的轉(zhuǎn)換,但是上面也講到磷酸鐵鋰離子電池組重要應(yīng)用于電動(dòng)工具方面,所以其放電量是很大的,雖然磷酸鐵鋰離子電池組具有耐高溫的特點(diǎn),但是長期在高溫下工作也是會(huì)對磷酸鐵鋰離子電池組有一定的影響,最為常見的就是使用一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)電池組的容量明顯下降,關(guān)于此種情況,這是所有二次電池的通病,而磷酸鐵鋰離子電池在這方面的損耗還是相對較低的。而低溫關(guān)于磷酸鐵鋰離子電池組的影響可就稍微大點(diǎn)了,因?yàn)樯衔囊蔡岬竭^,磷酸鐵鋰離子電池組能夠有很好的穩(wěn)定性,全部得益于它的正極材料,但所謂凡事都有兩面性,雖然磷酸鐵鋰離子電池的正極材料使得其本身的穩(wěn)定性增強(qiáng),安全性大漲,但是相關(guān)于其他的鋰離子電池來講,磷酸鐵鋰離子電池組的導(dǎo)電性能相對較差,而低溫是會(huì)影響到電解液的,因?yàn)楦邔?dǎo)電率的電解液的凝點(diǎn)較低,在低溫環(huán)境下很容易發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象,所以低溫環(huán)境關(guān)于磷酸鐵鋰申池組來講則是雪上加霜,在低溫下工作會(huì)發(fā)現(xiàn)磷酸鐵鋰離子電池性能大幅度下降,工作時(shí)會(huì)有斷開的現(xiàn)象。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
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