测评

磷酸铁锂电池与开关电源实用电路图的应用特点分析

导语:磷酸铁锂电池是一种利用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料、碳为负极材料的锂离子电池,其单体额定电压为3.2V,充电截止电压在3.6V至3.65V之间。其工作原理是,在充电过程中,部分锂离子从磷酸铁锂脱出并通过电解质传递到负极嵌入碳材料,同时正极释放电子流向外部;在放電时,反之亦然。

在LiFePO4晶体结构中,氧原子以六方紧密排列。四面体和八面体构成晶格的空间骨架,其中Fe占据八面体共角位置,而Li则占据八面体共边位置。此外,FeO6八面体沿bc面的相互连接形成链状结构,每个FeO6与两个LiO6和一个PO43-共同棱。

由于FeO6网络不连续且PO43-限制了晶格的变化,这导致了低电子导率和离子扩散效率。在理论上,磷酸铁锂具有较高比容量(约170mAh/g),但实际应用中,由于其固有缺陷,如低能量密度、较差的热稳定性等问题,它无法达到理论水平。

磷酸铁锂离子电池因其安全性强、耐高温、高循环性能而备受青睐,并且具有长久使用寿命,即使一天一充也能维持五年以上。不过,由于对温度敏感的问题,其性能会随着环境温度的降低而下降。

优点:

能量比高—460-600Wh/kg,是铅酸电池的一半多。

运用寿数长—超过2000次充放电循环。

额外功率输出能力,可达15-30C。

自放失速率低,大幅减少每月自放失速率,从25%-35%降至1%以下。

分量轻,与同容积铅酸产品相比,只需十分之一分量。

应用适应性广泛,可以在−20℃~60℃范围内工作,有条件下可达到−45℃环境下的稳定运行。

主要应用领域:

电动汽车—乘用车、客车等领域,因其成本优势显著而受到推崇。

启动设备—取代传统铅酸启动蓄力器,以提高系统效率及减少重量需求。

3储能系统—适用于大规模能源存储解决方案,如分布式能源系统及UPS供货解决方案。