傳聞磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的壽命長達(dá)7年?詳談磷酸鐵鋰動(dòng)力電池組的六大優(yōu)點(diǎn)!
磷酸鐵鋰動(dòng)力電池組是一種正極材料為磷酸鐵鋰的鋰離子電池。磷酸鐵鋰晶體化學(xué)性能穩(wěn)定,實(shí)際使用中,即使在充電過時(shí)或者高溫等情況下也不會(huì)發(fā)燙或爆炸。鉛酸電池的循環(huán)壽命最高也就能達(dá)到500次,而磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的循環(huán)壽命可以達(dá)到2000多次,這一點(diǎn)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鉛酸電池。
鉛酸電池的折舊速率很快,并且需要不斷維護(hù),最長使用時(shí)間也不超過一年半,相比之下,相同條件下磷酸鐵鋰動(dòng)力電池組的使用壽命可達(dá)到7年。磷酸鐵鋰電池適應(yīng)的工作溫度很廣,其電熱峰值可達(dá)到350℃-500℃。相對(duì)于普通的鉛酸電池,其儲(chǔ)能能力更強(qiáng),而且其材料相對(duì)較輕質(zhì)。
磷酸鐵鋰動(dòng)力電池組不含任何稀土金屬與重金屬,對(duì)環(huán)境無污染,是新型的綠色環(huán)保電池。不過,磷酸鐵鋰電池也有其自身存在的缺點(diǎn),比如低溫環(huán)境下工作性能較差,體積大于相同條件下的鉛酸電池,因此在微型電池的發(fā)展發(fā)面上必然存在很大欠缺。
作為充電的鋰電池,磷酸鐵鋰動(dòng)力電池組輸出電壓穩(wěn)定、輸出電壓高、性能穩(wěn)定、容量大、使用壽命長、工作溫度范圍廣、安全性好以及環(huán)保無污染,因此在未來鋰電池發(fā)展道路上具有很大的上升空間,但還需不斷研究以求達(dá)到改善其自身缺陷的目的。鋰離子電池的正極是含金屬鋰的化合物,一般為鋰鐵磷酸鹽(如磷酸鐵鋰 LiFePO4 、磷酸鈷鋰 LiCoO2 等),負(fù)極是石墨或炭(一般多用石墨),正負(fù)極之間使用有機(jī)溶劑作為電解質(zhì)。在對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí),正極上分解生成鋰離子,鋰離子通過電解質(zhì)進(jìn)入電池負(fù)極,嵌入負(fù)極碳層的微孔中。在電池的使用過程中(相當(dāng)于放電),嵌在負(fù)極微孔中的鋰離子又運(yùn)動(dòng)回正極?;氐秸龢O的鋰離子越多,放電容量就越高,我們平時(shí)所指的電池容量就是放電容量。這樣,在電池充放電過程中,鋰離子不斷地在正負(fù)極之間來回奔跑,所以鋰離子電池也被稱為搖椅式電池。
磷酸鐵鋰動(dòng)力電池組六大特性
(1)高倍率放電
當(dāng)測(cè)試溫度為25℃,測(cè)試電壓為2.9~3.3V時(shí),磷酸鐵鋰電池不同倍率放電曲線如圖所示,從圖中可以看出,在不同測(cè)試電壓及倍率下,放電電壓接近2.0V時(shí)放電容量接近100%。(2)高能量密度
鋰離子電池的重量能量密度為150Wh/kg。相同體積下,鋰離子電池的能量密度約是鉛酸電池的3~4倍。相同容量的磷酸鐵鋰電池與鉛酸電池相比,重量減少了約60%~70%,鐵鋰電池和鉛酸電池能量對(duì)比見表1。
(3)循環(huán)性能高
在正常情況下,普通鉛酸電池的充放電周期為300~500次,鋰離子電池的充放電周期可以超過1000次。
(4)可快速充電
能量轉(zhuǎn)化效率高,可以在1~3h內(nèi)完成充電,而普通鉛酸電池則不能如此快速充電。
(5)安全性高
由于普通鉛酸電池含鉛、銻等重金屬,易對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染,使用與維護(hù)易發(fā)生泄漏,若內(nèi)部硫酸外溢,則會(huì)造成設(shè)備腐蝕、人員傷害事故,而磷酸鐵鋰電池不含任何對(duì)人體有害的重金屬元素、無污染、高安全性,是目前最安全的鋰離子電池。
(6)成本低
傳統(tǒng)的48V鉛酸電池生命周期一般為5年,通信鐵鋰電池生命周期可以達(dá)到10年。此外,磷酸鐵鋰電池采用智能間歇式充放電管理模式,很大程度上降低了耗電成本。
如下所示為磷酸鐵鋰動(dòng)力電池組化學(xué)反應(yīng)方程式:
正極反應(yīng):LiFePO4 ⇔ Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- ;
負(fù)極反應(yīng):xLi+ +xe- +6C⇔LixC6;總反應(yīng)式:LiFePO4+6xC⇔Li1-xFePO4+LixC6。
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