判斷鋰鐵電池的好壞，可從哪幾點來分析呢？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-06-23 19:43
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鋰鐵電池因使用的材料及制程的不同、還有品管的嚴謹度不同，而產生了很大的差異。尤其在價格方面差異更大。高低的價格有的相差甚至將近兩倍。
為何會有如此大的差異吶？也為何好的鋰鐵電池會這么貴吶？其中的差異在那里？該如何去選用？
鋰鐵電池的生產過程中對環(huán)境及生產工藝的要求較為嚴苛，稍一疏忽不良率馬上就會提高；若要降低售價那就只好降低質量的標準。 也因此，有些B級品甚或C級品就會流到市面上。由于鋰鐵電池還是一個較新的產品，許多買家跟本還不知如何去分辨，因此、謹提供一些判別方法及此特性對電池組的重要性供大家參考。
判斷鋰鐵電池的好壞，最基本的可從下列幾點來分析：
1. 均一性
電池最難做的就是均一性，但對電池組串最重要的也是均一性。若果10個電芯串在一起，有一個先到達過放保護標準，而其它幾個電量都還很充足，則這串電池組的可用電容量是不是整個降低？ 有一個先達到過放也是同樣的道理。
均一性不足的電池組，若沒加保護板則很容易壞掉，很容易過充或過放； 有加保護板的電池組，可用電容量也將越用越低。 這也是有許多的電芯廠 有生產電芯但不敢推出需組串產品的原因。因為要做到均一性，在整個制程的管控上是要很嚴格的。
簡易的測試方法: 串聯(lián)4個電芯，做1C充及3C放電，并觀查充放電過程中，各個電芯的電壓，看其升降的差異狀況就知道了。若能連續(xù)做4、5次更好。
2. 自放電率
鋰鐵電池的自放電率，理論值應小于每月 2%，超過這個值就不是好的電池。不是制程有問題就是使用的材料有問題。
自放電率低本來就是鋰鐵電池的特性，若自放電率高，當你裝好成品送到客戶處時，已沒電了，客戶會有何感想？ 再者、也代表有很多電能浪費掉了。
在組串方面，則會影響到電池組的平衡，也就是說、這電池組的可用電容量將會越來越少，而且這電池組的壽命將會降低很多。
簡易的測試方法：取10個電容量大約相等的電池，充飽電后靜置一個月的時間，再量其電容量值計算其自放電率。(靜置前后也記得量一下電壓值，比對一下電池電壓的變化。)
3. 充放電倍率(Charge C-rate)
快速充放電，本來就是鋰鐵電池最有優(yōu)勢的特點之一，由于其能快速充放電，也 因此讓其特性與超級電容很類似，但其電容量比超級電容大好幾百倍。 如果其快速充放的特性不足，使用鋰鐵電池的意義就不大。
一般而言、質量好的鋰鐵電池，其充電速度可到3C(約20分充飽電)，而放電倍率更可到達30C。 有特殊要求的更可做到更高的充放電倍率。 以上的情況是在于不可傷到電池壽命的前提下。
簡易的測試方法： 就是，以廠商提供的規(guī)格可用最高充放電倍率來測試；若果測試過程中，電芯發(fā)熱很嚴重的話，則這個電芯的質量就不是很好。
4. 循環(huán)壽命
一般而言、使用者是無法測的，只能相信制造商所提供的數(shù)據(jù)，或委由專業(yè)的單位代測。 質量好的鋰鐵電池，在使用1C充放電3000次循環(huán)后，其電容量的衰減，將小于15%。
簡言之、鋰鐵電池若要一顆顆單獨使用，問題點都不大；但若要串并聯(lián)后才用，則以上所述的特性就要特別注意了。尤其在大電壓大電容量電池組的組串方面，更要特別注意電芯的質量。
為什么負極要用銅箔而正極要用鋁箔
1、采用兩者做集流體都是因為兩者導電性好,質地比較軟(可能這也會有利于粘結)，也相對常見比較廉價，同時兩者表面都能形成一層氧化物保護膜。
2、銅表面氧化層屬于半導體，電子導通，氧化層太厚，阻抗較大；而鋁表面氧化層氧化鋁屬絕緣體，氧化層不能導電，但由于其很薄，通過隧道效應實現(xiàn)電子電導，若氧化層較厚，鋁箔導電性級差，甚至絕緣。一般集流體在使用前最好要經過表面清洗，一方面洗去油污，同時可除去厚氧化層。
3、正極電位高，鋁薄氧化層非常致密，可防止集流體氧化。而銅箔氧化層較疏松些，為防止其氧化，電位比較低較好，同時Li難與Cu在低電位下形成嵌鋰合金，但是若銅表面大量氧化，在稍高電位下Li會與氧化銅發(fā)生嵌鋰發(fā)應。AL箔不能用作負極,低電位下會發(fā)生LiAl合金化。
4、集流體要求成分純。AL的成分不純會導致表面膜不致密而發(fā)生點腐蝕，更甚由于表面膜的破壞導致生成LiAl合金。
目前采用的球形Ni(OH)2的振實密度可達2.2—2.3g/cm3；球形Ni(OH)2已基本上取代了片狀的Ni(OH)2，顯著提高了鎳氫電池和鎳鎘電池的能量密度。本實驗室借鑒高密度球形Ni(OH)2的研究成果，開發(fā)成功了鋰離子電池高密度球形系列正極材料，包括LiCoO2、liMn2O4、 LiNi0.8Co0.2O2、LiNil／3Co1／3Mnl／3O2等。其中LiCoO2、LiNi0.8Co0.2O2的振實密度已可達到2，9g/cm3，遠高于商品化的同類材料。研究和實際應用表明，球形產品不僅具有堆積密度高、體積比容量大等突出優(yōu)點，而且還具有優(yōu)異的流動性、分散性和可加工*能，十分有*利于制作正極材料漿料和電極片的涂覆，提高電極片質量；此外，相對于無規(guī)則的顆粒，規(guī)則的球形顆粒表面比較容易包覆完整、均勻、牢固的修飾層，因此球形產品更有希望通過表面修飾進一步改善綜合性能。
在此基礎上，我們提出：球形化是鋰離子電池正極材料的發(fā)展方向。目前國內外報道的．LiFePO4正極材料都是由無規(guī)則的顆粒組成的，粉體材料的堆積密度和能量密度較低。因此，本項目致力于LiFePO4材料顆粒的球形化，通過顆粒的球形化來提高材料的堆積密度和體積比容量；在此基礎上，發(fā)揮球形材料易于表面包覆的優(yōu)勢，進一步通過球形顆粒的表面修飾提高材料的綜合性能。在對LiFePO4材料顆粒的球形化和表面修飾的過程中，充分借鑒、吸收、利用人們在提高磷酸鐵鋰的電導率方面已取得的優(yōu)秀成果；最終制備出球形、高堆積密度、高體積比容量、高導電性的LiFePO4正極材料，使之能應用于中大容量、中高功率的鋰離子電池，促進該材料的產業(yè)化。
目前，本研究室采用二價鐵鹽或三價鐵鹽、磷酸或磷酸鹽、氨水為原料，通過控制結晶技術合成高密度球形磷酸鐵前驅體，再與鋰源、碳源共混熱處理，通過碳熱還原法合成摻碳的高密度球形磷酸鐵鋰。該磷酸鐵鋰粉體材料由單分散球形顆粒組成、粒徑5-10um、堆積密度大(振實密度可達“-1.8g／cm3)、流動性好、可加工性能好，可逆容量140MLNg。
為何會有如此大的差異吶？也為何好的鋰鐵電池會這么貴吶？其中的差異在那里？該如何去選用？
鋰鐵電池的生產過程中對環(huán)境及生產工藝的要求較為嚴苛，稍一疏忽不良率馬上就會提高；若要降低售價那就只好降低質量的標準。 也因此，有些B級品甚或C級品就會流到市面上。由于鋰鐵電池還是一個較新的產品，許多買家跟本還不知如何去分辨，因此、謹提供一些判別方法及此特性對電池組的重要性供大家參考。
判斷鋰鐵電池的好壞，最基本的可從下列幾點來分析：
1. 均一性
電池最難做的就是均一性，但對電池組串最重要的也是均一性。若果10個電芯串在一起，有一個先到達過放保護標準，而其它幾個電量都還很充足，則這串電池組的可用電容量是不是整個降低？ 有一個先達到過放也是同樣的道理。
均一性不足的電池組，若沒加保護板則很容易壞掉，很容易過充或過放； 有加保護板的電池組，可用電容量也將越用越低。 這也是有許多的電芯廠 有生產電芯但不敢推出需組串產品的原因。因為要做到均一性，在整個制程的管控上是要很嚴格的。
簡易的測試方法: 串聯(lián)4個電芯，做1C充及3C放電，并觀查充放電過程中，各個電芯的電壓，看其升降的差異狀況就知道了。若能連續(xù)做4、5次更好。
2. 自放電率
鋰鐵電池的自放電率，理論值應小于每月 2%，超過這個值就不是好的電池。不是制程有問題就是使用的材料有問題。
自放電率低本來就是鋰鐵電池的特性，若自放電率高，當你裝好成品送到客戶處時，已沒電了，客戶會有何感想？ 再者、也代表有很多電能浪費掉了。
在組串方面，則會影響到電池組的平衡，也就是說、這電池組的可用電容量將會越來越少，而且這電池組的壽命將會降低很多。
簡易的測試方法：取10個電容量大約相等的電池，充飽電后靜置一個月的時間，再量其電容量值計算其自放電率。(靜置前后也記得量一下電壓值，比對一下電池電壓的變化。)
3. 充放電倍率(Charge C-rate)
快速充放電，本來就是鋰鐵電池最有優(yōu)勢的特點之一，由于其能快速充放電，也 因此讓其特性與超級電容很類似，但其電容量比超級電容大好幾百倍。 如果其快速充放的特性不足，使用鋰鐵電池的意義就不大。
一般而言、質量好的鋰鐵電池，其充電速度可到3C(約20分充飽電)，而放電倍率更可到達30C。 有特殊要求的更可做到更高的充放電倍率。 以上的情況是在于不可傷到電池壽命的前提下。
簡易的測試方法： 就是，以廠商提供的規(guī)格可用最高充放電倍率來測試；若果測試過程中，電芯發(fā)熱很嚴重的話，則這個電芯的質量就不是很好。
4. 循環(huán)壽命
一般而言、使用者是無法測的，只能相信制造商所提供的數(shù)據(jù)，或委由專業(yè)的單位代測。 質量好的鋰鐵電池，在使用1C充放電3000次循環(huán)后，其電容量的衰減，將小于15%。
簡言之、鋰鐵電池若要一顆顆單獨使用，問題點都不大；但若要串并聯(lián)后才用，則以上所述的特性就要特別注意了。尤其在大電壓大電容量電池組的組串方面，更要特別注意電芯的質量。
為什么負極要用銅箔而正極要用鋁箔
1、采用兩者做集流體都是因為兩者導電性好,質地比較軟(可能這也會有利于粘結)，也相對常見比較廉價，同時兩者表面都能形成一層氧化物保護膜。
2、銅表面氧化層屬于半導體，電子導通，氧化層太厚，阻抗較大；而鋁表面氧化層氧化鋁屬絕緣體，氧化層不能導電，但由于其很薄，通過隧道效應實現(xiàn)電子電導，若氧化層較厚，鋁箔導電性級差，甚至絕緣。一般集流體在使用前最好要經過表面清洗，一方面洗去油污，同時可除去厚氧化層。
3、正極電位高，鋁薄氧化層非常致密，可防止集流體氧化。而銅箔氧化層較疏松些，為防止其氧化，電位比較低較好，同時Li難與Cu在低電位下形成嵌鋰合金，但是若銅表面大量氧化，在稍高電位下Li會與氧化銅發(fā)生嵌鋰發(fā)應。AL箔不能用作負極,低電位下會發(fā)生LiAl合金化。
4、集流體要求成分純。AL的成分不純會導致表面膜不致密而發(fā)生點腐蝕，更甚由于表面膜的破壞導致生成LiAl合金。
目前采用的球形Ni(OH)2的振實密度可達2.2—2.3g/cm3；球形Ni(OH)2已基本上取代了片狀的Ni(OH)2，顯著提高了鎳氫電池和鎳鎘電池的能量密度。本實驗室借鑒高密度球形Ni(OH)2的研究成果，開發(fā)成功了鋰離子電池高密度球形系列正極材料，包括LiCoO2、liMn2O4、 LiNi0.8Co0.2O2、LiNil／3Co1／3Mnl／3O2等。其中LiCoO2、LiNi0.8Co0.2O2的振實密度已可達到2，9g/cm3，遠高于商品化的同類材料。研究和實際應用表明，球形產品不僅具有堆積密度高、體積比容量大等突出優(yōu)點，而且還具有優(yōu)異的流動性、分散性和可加工*能，十分有*利于制作正極材料漿料和電極片的涂覆，提高電極片質量；此外，相對于無規(guī)則的顆粒，規(guī)則的球形顆粒表面比較容易包覆完整、均勻、牢固的修飾層，因此球形產品更有希望通過表面修飾進一步改善綜合性能。
在此基礎上，我們提出：球形化是鋰離子電池正極材料的發(fā)展方向。目前國內外報道的．LiFePO4正極材料都是由無規(guī)則的顆粒組成的，粉體材料的堆積密度和能量密度較低。因此，本項目致力于LiFePO4材料顆粒的球形化，通過顆粒的球形化來提高材料的堆積密度和體積比容量；在此基礎上，發(fā)揮球形材料易于表面包覆的優(yōu)勢，進一步通過球形顆粒的表面修飾提高材料的綜合性能。在對LiFePO4材料顆粒的球形化和表面修飾的過程中，充分借鑒、吸收、利用人們在提高磷酸鐵鋰的電導率方面已取得的優(yōu)秀成果；最終制備出球形、高堆積密度、高體積比容量、高導電性的LiFePO4正極材料，使之能應用于中大容量、中高功率的鋰離子電池，促進該材料的產業(yè)化。
目前，本研究室采用二價鐵鹽或三價鐵鹽、磷酸或磷酸鹽、氨水為原料，通過控制結晶技術合成高密度球形磷酸鐵前驅體，再與鋰源、碳源共混熱處理，通過碳熱還原法合成摻碳的高密度球形磷酸鐵鋰。該磷酸鐵鋰粉體材料由單分散球形顆粒組成、粒徑5-10um、堆積密度大(振實密度可達“-1.8g／cm3)、流動性好、可加工性能好，可逆容量140MLNg。
