磷酸鐵鋰電池充放電原理和特點介紹
來源：寶鄂實業(yè)
2021-07-10 20:35
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磷酸鐵鋰電池充放電原理
磷酸鐵鋰電池的充放電反應(yīng)是在LiFePO4和FePO4兩相之間進行。在充電過程中，LiFePO4逐漸脫離出鋰離子形成FePO4，在放電過程中，鋰離子嵌入FePO4形成LiFePO4。
電池充電時，鋰離子從磷酸鐵鋰晶體遷移到晶體表面，在電場力的作用下，進入電解液，然后穿過隔膜，再經(jīng)電解液遷移到石墨晶體的表面，而后嵌入石墨晶格中。
與此同時，電子經(jīng)導(dǎo)電體流向正極的鋁箔集電極，經(jīng)極耳、電池正極柱、外電路、負極極柱、負極極耳流向電池負極的銅箔集流體，再經(jīng)導(dǎo)電體流到石墨負極，使負極的電荷達至平衡。鋰離子從磷酸鐵鋰脫嵌后，磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)化成磷酸鐵。
電池放電時，鋰離子從石墨晶體中脫嵌出來，進入電解液，然后穿過隔膜，經(jīng)電解液遷移到磷酸鐵鋰晶體的表面，然后重新嵌入到磷酸鐵鋰的晶格內(nèi)。
與此同時，電子經(jīng)導(dǎo)電體流向負極的銅箔集電極，經(jīng)極耳、電池負極柱、外電路、正極極柱、正極極耳流向電池正極的鋁箔集流體，再經(jīng)導(dǎo)電體流到磷酸鐵鋰正極，使正極的電荷達至平衡。鋰離子嵌入到磷酸鐵晶體后，磷酸鐵轉(zhuǎn)化為磷酸鐵鋰。
磷酸鐵鋰電池的特點
能量密度較高：據(jù)報道，2018年量產(chǎn)的方形鋁殼磷酸鐵鋰電池單體能量密度在160Wh/kg 左右，2019年一些優(yōu)秀的電池廠家大概能做到175-180Wh/kg的水平，個別厲害的廠家采用疊片工藝、容量做得大些，或能做到185Wh/kg。
安全性能好：磷酸鐵鋰電池正極材料電化學(xué)性能比較穩(wěn)定， 這決定了它具有著平穩(wěn)的充放電平臺，因此，在充放電過程中電池的結(jié)構(gòu)不會發(fā)生變化，不會燃燒爆炸，并且即使在短路、過充、擠壓、針刺等特殊條件下，仍然是非常安全的。
循環(huán)壽命長：磷酸鐵鋰電池1C循環(huán)壽命普遍達2000次， 甚至達到3500次以上， 而對于儲能市場要求達到4000-5000次以上， 保證8-10年的使用壽命， 高于三元電池1000多次的循環(huán)壽命， 而長壽命鉛酸電池的循環(huán)壽命在300次左右。
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