通信用磷酸铁锂电池及系统的原理与应用

通信用磷酸铁锂电池及系统的原理与应用

传统的阀控式密封铅酸电池以其成本低廉、技术成熟、维护方便得到广泛应用，然而，随着无线通信技术的不断发展和移动基站应用场景的复杂化，传统的蓄电池逐步显现出体积大、对环境温度要求苛刻等劣势。磷酸铁锂电池系统由于具有体积小、重量轻，高温性能突出，循环性能优异，可高倍率充、放电，绿色环保等众多优点，更适用于环境温度高、机房面积及承重小等恶劣的基站环境。同时，在末端供电磷酸铁锂电池也可作为铅酸蓄电池的有效补充。

一、目前通信后备电源面临的问题

1、传统铅酸蓄电池对环境温度要求比较高

目前市内宏基站的站址选择越来越难，室外一体化基站开始大规模建设。传统的铅酸蓄电池对环境温度要求比较高的特点造成传统的铅酸蓄电池很难适应室外高温等恶劣天气。另外，除了铅酸蓄电池外，室内宏基站的其他设备对环境温度的适应范围都比较宽。机房空调就是为了给铅酸蓄电池提供适当的环境温度。为了节能减排，目前已开发出蓄电池保温箱等蓄电池专用的小型空调设备。如果能找到一种对环境温度要求不高的电池作为后备电源，不仅能解决室外一体化基站后备电源的问题，而且还能省掉机房专用空调，这样既节省了工程初期购买空调的投资，也节省了基站运行时的大量电费开销。

2、传统铅酸蓄电池对机房面积和承重要求高

室内宏基站设备中，电源设备占比最大，而电源设备中提及和占地面积最大的就是蓄电池。室内宏基站的机房大多采用民房，根据结构专业的统计计算，民房的承重设计一般为150~200kg/m，而铅酸蓄电池对机房的承重要求不低于

400kg/m，所以在现有的民房内摆放铅酸蓄电池都需要经过加固处理。这样一方面加大了工程量，另一方面也加大了选址难度。另外，目前通信设备逐步向小型化、分散化的方向发展，末端设备的功耗越来越小，要求后备电池的体积更小，重量更轻。

3、传统铅酸蓄电池的高倍率放电性能较差

目前电网质量越来越完善，很少出现市电大面积长时间停电的状况，而基站的停电往往是由于市政项目的频繁建设所造成的短时间频繁停电，这需要蓄电池短时间大电流高倍率放电，而传统铅酸蓄电池的高倍率放电性能较差。

二、磷酸铁锂电池的基本原理

1、磷酸铁锂电池的结构

磷酸铁锂电池是由正、负极板(正极为磷酸铁锂材料，负极为石墨材料)、隔膜、电解液、极耳和铝塑膜组成。正负极板是电化学反应的区域；隔膜、电解液提供Li+的传输通道，通过化成等工艺处理后电池极板表面会形成一层致密的SEI膜(也叫固体电解质界面膜)；极耳是在电池导电时使用。橄榄石晶体结构的磷酸铁锂材料作为电池的正极，通过粘结剂附着在铝箔上，为电池的充放电提供Li+；正负极之间是聚乙烯隔膜(或者是聚丙烯和聚乙烯复合隔膜)，它把正极与负极隔开，充放电过程中Li+可以通过其孔隙，而电子e一和其它离子不能通过；石墨材料作为电池的负极，通过粘结剂附着在铜箔上，为电池的充电提供孔隙接收嵌入的Li+。电池电解液的电解质是六氟磷酸锂。

2、磷酸铁锂蓄电池的工作原理

电池充电时，Li+从磷酸铁锂材料中迁移到晶体表面，从正极板材料中脱出，在电场力的作用下，进入电解液，穿过隔膜，再经电解液迁移到负极石墨晶体的表面，然后嵌入负极石墨材料中。与此同时，电子流通过正极的铝箔，经极耳、电池极柱、负载、负极极柱、负极耳流向负极的铜箔电极，再经导电体流到石墨负极，使负极的电荷达至平衡。电池放电时，Li+从石墨晶体中脱嵌出来，进入电解液，穿过隔膜，再经电解液迁移到磷酸铁锂晶体的表面，然后重新嵌入到磷酸铁锂的材料中。与此同时，电子经导电体流向负极的铜箔电极，经极耳、电池负极柱、负载、正极极柱、正极极耳流向电池正极的铝箔电极，然后再经导电体流到磷酸铁锂正极，使正极的电荷达到平衡。所以磷酸铁锂电池的基本原理，就是在充、放电过程中，对应的锂离子在正负极之间来回的嵌脱，完成对负载的供电。

图1 磷酸铁锂电池工作原理图

图2 化学反应方程式

工作原理：充电时，锂离子从正极脱出，经过电解质嵌入到负极，负极处于富锂状态，正极处于贫锂状态，同时电子的补偿电荷从外电路供给到碳负极，以确保电荷的平衡。放电时则相反，锂离子从负极脱出，经过电解液嵌入到正极材料中，正极处于富锂状态。在正常充放电情况下，锂离子在层状结构的碳材料和层状结构氧化物的层间嵌入和脱出，一般只引起材料的层面间距变化，不破坏其晶体结构，在充放电过程中，负极材料的化学结构基本不变。因此，从充放电反应的可逆性看，锂离子电池反应室一种理想的可逆反应。

三、磷酸铁锂电池管理系统原理（BMS）

虽然磷酸铁锂电池在短路、过充、挤压、针刺等条件下仍然是安全的，但是会对电池的循环寿命造成极大的影响。磷酸铁锂电池生产工艺比较复杂，单体电池的一致性差异会比阀控式密封铅酸电池大，这就造成电池组在充电后期个别单体电池的电压迅速上升，加之通信基站长期处于无人值守状态，不容易及时发现，从而造成磷酸铁锂电池组寿命减短或者损坏的现象，为了避免以上现象的发生就需要用电池管理系统保障电池的安全可靠。

电池管理系统(Battery Management System，简称BMS)，是电池保护和管理的核心组成部分，不仅要保证电池安全可靠的使用，而且要充分发挥电池的性能和延长使用寿命，作为通信用的后备电能，管理系统在开关电源和电池之间起到一个桥梁作用。对电池管理系统的要求必须符合通信电源供电系统的要求，所以电池管理系统的安全管理模式对电池的安全性至关重要。电池组管理系统主要包括数据采集单元、计算以及控制单元、均衡单元、控制执行单元和通信单元，如图3所示。

图3 电池管理系统原理图

电池管理系统的基本作用：

(1)监测单体电池的工作状况

例如检测每个单体电池的电压、充放电电流、电池组的环境温度等。

(2)保护电池，避免在极端的条件下发生电池寿命缩短和电池损坏。

电池管理系统的主要功能：

(1)过压保护

当单体电池充电电压超过允许值时，立即停止充电，断开充电设备与电池组。

(2)过放告警

当单体电池放电电压低于告警值时，发出报警提示。

(3)过放保护

当单体电池放电电压低于保护值时，立即停止放电，断开用电设备与电池组的连接，并伴有声光告警提示。

(4)过流告警和保护

当电池组输入或者输出的电流超过警告值时，发出报警提示。

(5)短路告警和保护

当电池组发生短路时，立即停止放电，断开用电设备与电池组的连接，并伴有报警提示。

(6)过温告警

当电池温度或环境温度超过警告值时，发出告警提示。

(7)过温保护

当检测到环境温度或电池组内部温度超过保护值时，立即断开充电或者用电设备与电池组的连接，并伴有报警提示。当环境温度或电池组内部温度恢复到允许值后，可通过手动恢复或自动恢复电池管理功能，但不影响电池放电功能。

(8)估测电池组SOC

SOC(State Of Charge，电池的荷电状态)，即电池剩余电量。保持SOC维持在合理的范围内，防止由于过充或者过放对电池的损伤，随时监控电池的剩余容量。

(9)对电池组中的单体电池进行均衡

由于磷酸铁锂电池制造工艺复杂及锂离子的相对活跃性，所以电池组中的单体电池电压就存在不一致的现象。对电池组中的单体电池进行均衡充电，使电池组中单体电池都达到均衡一致的状态，可以有效地延长电池组的使用寿命，大大的提高电池组的工作效率(此功能可以根据用户要求增减)。

(1O)监控与通信

提供与基站监控系统进行通信的接口，传输和显示电池组状态、报警、SOC 等信息，实现远程监控和管理干预。

四、通信用磷酸铁锂电池组工作原理

通信用磷酸铁锂电池组包括三大部分：电池模块电池管理系统（BMS）以及机箱，电池模块由一个或多个电池组合而成。在通信领域，一般由15或16只只单体电池串联为48V电池系统，具体工作原理如下图所示：

图4 磷酸铁锂电池系统工作原理图

在市电电网正常情况下，市电220V输入，经过整流电源模块处理后，主要整流电源模块提供系统和负载需要的功率，同时给电池系统充电；在电网断电的情况下，由电池系统提供电能，保证直流电源系统正常运行，实现不间断供电功能。同时，电源具备二次下电功能，电池电压过低时电源切断电池供电，保护电池寿命。

在部分具备监控系统的基站中，可以写入相关通讯协议，将电池系统接入监控系统中，对电池系统各参数进行实时监控，包括：电池状态、单体电压、总电压、电池模块温度、环境温度、电池总电流、总容量、充放电剩余时间、告警和

保护信息等。

四、通信用磷酸铁锂电池应用及问题

1、通信用磷酸铁锂电池组应用

在通信行业，磷酸铁锂电池定位于小型化、分散化、环境恶劣的场景，可作为铅酸电池的有效补充。通信行业主流电池厂家均已开发出自己的磷酸铁锂电池产品，目前双登生产的铁锂电池容量从10Ah到200Ah，电压等级从12V到48V，供电系统有48V直流供电系统和UPS交流供电系统，安装方式有标准机柜嵌入式、机架式以及壁挂式等多种方式，应用场景包括户外、楼道、弱电井等，供电设备包括末端传输设备、直接放站时而被、RRU等。同时，也能提供多样化的后备电源系统解决方案。

SDA10-48系列（10Ah~50Ah）铁锂电池系统是双登集团设计开发的通信用后备式铁锂电池系统产品。该产品是一种新型智能型无人值守备电电源产品，适用于接入网设备、远端交换局、移动通讯设备、传输设备、卫星地面站和微波通讯设备等的备电，它具有集中监控、电池维护和管理的功能，满足无人值守或少人值守的要求。双登集团生产的通信铁锂电池系统产品系国内最早批量生产，并最早广泛应用于通讯领域的后备电源产品，受到通信行业的青睐。它具备以下特点及优势：

图5 双登通信用磷酸铁锂电池系统图

1.系统内部电池模块采用正极材料为磷酸铁锂（LiFePO4）材料的锂离子电

芯，该电芯具有高安全性、高能量密度和优良的高温循环性能；

2.电池系统装配有高性能的电源管理模块BMS，该BMS具备过放、过充、过

流、短路、反接、温度等保护功能，保证电池的安全；

3.电池具备开关机键、支持RS232和RS485通讯，系统安装操作简便，具备

上电自启动等多项功能；

4.充放电自动管理，监控单元自动测量电池的充放电电流并对电池进行浮充

和均充管理；

5.二次下电功能，电池电压低于告警值有告警信息，电压过低时自动下电，

保护电池；

6.产品具有良好的电磁兼容性；

7.全智能设计，配置有集中监控模块，具有三遥（遥测、遥信、遥调）功能，

实现计算机管理，可以通过与远端中央监控中心通信，实现无人值守，符合现代通信技术发展的要求；

8.配置灵活：多个铁锂电池模块并联使用，使大容量通信铁锂电池系统进入

实际应用成为可能，既提高了系统的输出功率，又延长了系统的后备时间。

9.系统具有非常优越的倍率放电性能，可以使用较小容量的铁锂电池系统来

满足大功率负责放电的使用场合；

10.系统适用于各类高温，无空调的备电场景下应用，可替换48V体系铅酸电

池使用；

11.系统内部带加热模块，在充电状态下，环境温度低于0℃时，可对电池单

元加热；

12.系统采用自冷方式，整个产品具有极低的噪音。

双登铁锂电池系统面板示意图：

图6 面板示意图

表1 面板接口说明

2、通信用磷酸铁锂电池普遍存在的问题

浮充状态对铁锂电池的影响

通信基站的铁锂电池基本长期处于浮充状态。对于浮充，就好比我们的手机电池，充电器一直插着，我们一直在用，但电一直没充满。

低温倍率性能不理想

磷酸铁锂材料的固有特点，决定其低温性能劣于锰酸锂等其他正极材料。

一般情况下，对于单只电芯（注意是单只而非电池组，对于电池组而言，实测的低温性能可能会略高，这与散热条件有关）而言，其0℃时的容量保持率约60～70％，-10℃时为40～55％，-20℃时为20～40％。这样的低温性能显然不能满足运营商的使用要求。当前一些厂家通过改进电解液体系、改进正极配方、改进材料性能和改善电芯结构设计等使磷酸铁锂的低温性能有所提升，但还未真正满足需求。

电池存在一致性问题

单体磷酸铁锂电池寿命目前超过2000次，但电池组的寿命会大打折扣，有可能是500次。因为电池组是由大量单体电池串并而成，其工作状态好比一群人用绳子绑在一起跑步，即使每个人都是短跑健将，如果大家的动作一致性不高，队伍就跑不快，整体速度甚至比跑得最慢的单个选手的速度还要慢。电池组同理，只有在电池性能高度一致时，寿命发挥才能接近单体电池的水平。

大容量电池安全隐患

大容量单体电池的安全性能。虽然磷酸铁锂电池相对于钴酸锂、锰酸锂有更好的安全性，但100Ah以上的大容量锂电池安全隐患仍未消除，锂离子电池使用易燃的有机溶剂作为电解液，在电池遭到外力破坏后，有机溶剂及

其蒸汽容易发生漏液、着火甚至爆炸，它是锂离子电池发生火灾或爆炸事故的主要原因之一。

随着技术的发展，磷酸铁锂材料上的这些缺点正在逐步得到解决，其性价比也逐步得到提高，应用范围也逐渐扩大，我们相信，磷酸铁锂电池技术已经进入一个飞速发展阶段，正在带动整个产业从市场的培育导入期进入一个高速增长阶段。

五、国内各生产厂家的生产研发水平

磷酸铁锂电芯生产由于生产工艺和技术相对成熟，在有稳定的正极材料货源情况下，国内大部分锂离子电池厂商均能生产出磷酸铁锂电芯，但由于制造通信后备电池涉及到电芯的循环性能，必须保证电芯的一致性，这样对电池的生产设备提出了更高更专业的要求，所以设备资金投入很大，一般来说，建设一条磷酸铁锂电芯生产线至少需要 5000万元的启动资金。创业企业在进入这一领域会非常困难，传统的电池生产企业将具有较大的优势。

目前涉及通信领域的磷酸铁锂电池生产厂家很多，但是再国内较为专业的生产厂家只有：比亚迪、双登、南都、中航锂电、光宇、中兴派能等几大公司。各厂家均推出的自己的通信铁锂电池系统，各个特点和优势。而中兴和华为相对较为保守，只是在公司设立了研发部门，大部分产品则委托第三方生产。双登早在09年就与中兴合作开发了4810型铁锂电池系统，并且在国内外大规模批量使用。产品性能也一直随着运营商的需求二不断提升和改善；12年与华为公司就铁锂电池系统方面，首次合作开发了BBS 4840Z铁锂电池产品，并取得华为批量采购。今年年初双登与中兴开展了新的高温备电型20Ah~50Ah铁锂电池系统的开发，目前4850样品已经通过了中兴研发测试。

六、不同温度下通信用磷酸铁锂电池系统的应用

双登研制的铁锂电池系统的标准工作温度范围：-25℃～65℃。

在高温环境下，电池系统的散热方式一般有两种方式：主动散热和被动散热。通信用磷酸铁锂电池系统的散热方式的设计取决于铁锂电池系统工作时的放电倍率和工作环境因素。在正常工作环境下，铁锂电池的放电电流一般为

0.2C-1C之间，电池本身产生热量较小，通过机箱外壳和散热孔，采用被动散热，可以满足正常应用。被动散热主要采用气体（空气）或金属材料作为导热件。主要优点有：结构简单，质量轻，热量产生时能有效通风，成本较低；而在一些特殊场景下，如果电池正常工作电流达到2C-4C，甚至于5C，那么系统就需要采用主动散热的方式。主动散热一般是配置风冷器件来达到目的。当温度上升至某一设定值时，风扇自启动，以降低系统的温度；当温度下降至某一设定值时，风扇自动关闭，降低能耗。

对于低温环境下的应用，虽然目前磷酸铁锂电池的低温性能还达不到一些高倍率放电的要求，但是考虑通信铁锂电池系统的应用场景，我们可以通过一些外部辅助手段，来提高铁锂电池的环境温度。例如：双登生产的铁锂电池系统采用的是在电池机箱内部配置加热模块的方式，来解决低温环境下应用问题。同时，在有条件的情况下，也可额外配置热交换器、空调等措施，来提高环境温度。当前一些厂家通过改进电解液体系、改进正极配方、改进材料性能和改善电芯结构设计等使磷酸铁锂的低温性能有所提升，但还未真正满足需求。

图7 磷酸铁锂电池温度-电压特性图

图8 4850铁锂电池系统低温0.2C放电曲线图

附：双登SDA10-48系列铁锂电池模块应用（1）嵌入式铁锂电池模块

48V通信用磷酸铁锂电池模块（2）室内支架式并联系统

（3）室内机柜式并联系统

（4）户外一体化电源系统

(完整版)磷酸铁锂动力电池特性及应用(精)

磷酸铁锂动力电池特性及应用 自锂离子电池问世以来，围绕它的研究、开发工作一直不断地进行着，上世纪90年代末又开发出锂聚合物电池，2002年后则推出磷酸铁锂动力电池。 锂离子电池内部主要由正极、负极、电解质及隔膜组成。正、负极及电解质材料不同及工艺上的差异使电池有不同的性能，并且有不同的名称。目前市场上的锂离子电池正极材料主要是氧化钴锂(LiCoO2)，另外还有少数采用氧化锰锂(LiMn2O4)及氧化镍锂(LiNiO2)作正极材料的锂离子电池，一般将后两种正极材料的锂离子电池称为“锂锰电池”及“锂镍电池”。新开发的磷酸铁锂动力电池是用磷酸铁锂(LiFePO4)材料作电池正极的锂离子电池，它是锂离子电池家族的新成员。 一般锂离子电池的电解质是液体的，后来开发出固态及凝胶型聚合物电解质，则称这种锂离子电池为锂聚合物电池，其性能优于液体电解质的锂离子电池。 磷酸铁锂电池的全名应是磷酸铁锂锂离子电池，这名字太长，简称为磷酸铁锂电池。由于它的性能特别适于作动力方面的应用，则在名称中加入“动力”两字，即磷酸铁锂动力电池。也有人把它称为“锂铁(LiFe)动力电池”。 采用LiFePO4材料作正极的意义 目前用作锂离子电池的正极材料主要有：LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2及LiFePO4。这些组成电池正极材料的金属元素中，钴(Co)最贵，并且存储量不多，镍(Ni)、锰(Mn)较便宜，而铁(Fe)最便宜。正极材料的价格也与这些金属的价格行情一致。因此，采用 LiFePO4正极材料做成的锂离子电池应是最便宜的。它的另一个特点是对环境无污染。 作为可充电电池的要求是：容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学稳定性能、使用中安全(不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起燃烧或爆炸)、工作温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。采用LiFePO4作正极的磷酸铁锂电池在这些性能要求上都不错，特别在大放电率放电(5～10C放电)、放电电压平稳上、安全上(不燃烧、不爆炸)、寿命上(循环次数)、对环境无污染上，它是最好的，是目前最好的大电流输出动力电池。 LiFePO4电池的结构与工作原理 LiFePO4电池的内部结构如图1所示。左边是橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正极，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，但锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过，右边是由碳(石墨)组成的电

关于磷酸铁锂电池的知识

关于磷酸铁锂电池的知识 导读：锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。从材料的原理上讲，磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程，这一原理与钴酸锂，锰酸锂完全相同。 磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。从材料的原理上讲，磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程，这一原理与钴酸锂，锰酸锂完全相同。 1.介绍 磷酸铁锂电池属于锂离子二次电池，一个主要用途是用作动力电池，相对NI-MH、Ni-Cd电池有很大优势。 磷酸铁锂电池充放电效率较高，倍率放电情况下充放电效率可达90%以上。而铅酸电池约为80%。 2.八大优势 安全性能的改善 磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固，难以分解，即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质，因此拥有良好的安全性。有报告指出，实际操作中针刺或短路实验中发现有小部分

样品出现燃烧现象，但未出现一例爆炸事件，而过充实验中使用大大超出自身放电电压数倍的高电压充电，发现依然有爆炸现象。虽然如此，其过充安全性较之普通液态电解液钴酸锂电池，已大有改善。寿命的改善 磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。 长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右，最高也就500次，而磷酸铁锂动力电池，循环寿命达到2000次以上，标准充电(5小时率)使用，可达到2000次。同质量的铅酸电池是“新半年、旧半年、维护维护又半年”，最多也就1~1.5年时间，而磷酸铁锂电池在同样条件下使用，理论寿命将达到7~8年。综合考虑，性能价格比理论上为铅酸电池的4倍以上。大电流放电可大电流2C快速充放电，在专用充电器下，1.5C 充电40分钟内即可使电池充满，起动电流可达2C,而铅酸电池无此性能。 高温性能好 磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。工作温度范围宽广(-20C--+75C)，有耐高温特性磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。 大容量 具有比普通电池(铅酸等)更大的容量。5AH-1000AH(单体) 无记忆效应 可充电池在经常处于充满不放完的条件下工作，容量会迅速低于额定容量值，这种现象叫做记忆效应。像镍氢、镍镉电池存在记忆性，而

通信基站用磷酸铁锂电池

通信基站用磷酸铁锂电池

中国移动通信企业标准 QB-H-005-2012 通信基站用磷酸铁锂电池 L i F e P O4b a t t e r y f o r C o m m u n i c a t i o n b a s e s t a t i o n

版本号：1.0.0 2012-10-30发布2012-10-30实施中国移动通信集团公司发布

目录 1范围 (1) 2规范性引用文件 (2) 3术语、定义和缩略语 (4) battery cell 5 3.1磷酸铁锂电池 LiFePO 4 3.2单体电池 Single battery (5) battery 3.3磷酸铁锂电池模块LiFePO 4 block5 3.4电池采集模块battery acquisition module(BAM) (5) 3.5电池管理系统battery management system（BMS） (5) battery 3.6磷酸铁锂电池组LiFePO 4 system6 3.6.1IBS模式 (integrated battery system)6 3.6.2LBMS模式 (large capacity battery +BMS)6 3.6.3LBAM模式 (large capacity battery +BAM+FPA) (7) 3.7标称容量nominal capacity (7)

3.8标称电压nominal voltage (7) 3.9终止电压 end of discharge voltage 7 3.10寿命 cycle life (7) 3.11容量保存率 save rate of capacity 8 3.12内阻 internal resistance (8) 3.13电导 conductance (8) 4产品分类和系列 (8) 4.1电池模块额定容量系列（Ah） (8) 4.2电池组输出电压标称值系列 (9) 4.3电池组应用系列 (9) 4.4电池组管理系列 (9) 5要求 (9) 5.1使用环境条件 (9) 5.2外观及尺寸 (10) 5.3电池标示 (10) 5.4性能指标 (11) 5.4.1充放电要求 (11) 5.4.2完全充满电 (12) 5.4.3性能指标 (13) 5.4.4电池组性能一致性 (19) 5.4.5大电流放电性能 (20)

浅谈磷酸铁锂电池的性能与应用

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/3212014727.html, 浅谈磷酸铁锂电池的性能与应用 作者：张志伟 来源：《中国科技博览》2015年第30期 [摘要]随着科学技术发展速度不断加快，锂离子电池技术也得到了相应的发展，磷酸铁锂带电池应运而生，这种类型的电池所具优势明显，如安全性好、没有记忆效应、工作电压高、循环寿命长以及能量密度大等。下面笔者就磷酸铁锂电池的性能以及应用进行研究和分析。 [关键词]滇池；性能；磷酸铁锂；储能 中图分类号：TG113.22 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0368-01 一、前言 目前在锂电池的研究中，所研究的主要正极材料包含有LMin2O4、LiCoO和LiNiO2等，但因钴资源有限，再加上其有毒，在制备钼酸锂上难度较大。自从磷酸铁锂所具的可逆嵌脱锂特性被报道以后，该材料也受到了广泛关注，关于该材料方面的研究和文献报道也随之增多，和传统锂电池比较，磷酸铁锂电池所具安全性能较好，原材料来源比较广泛，循环寿命长且成本较低等，目前在通信、电网建设中已得到广泛应用。 二、磷酸铁锂电池性能分析 磷酸铁锂电池正极由LiFePO4材料所构成，由铝箔连接正极；电池负极为碳石墨构成，由铜箔和负极连接；电池中间为聚合物隔膜，借助于此隔开电池正负极，其中锂电子能经过隔膜，而电子不可经过隔膜，在电池内存在电解质。于LiFePO4和FePO4间完成电池充放电反应，充电期间，LiFePO4缓慢脱离出锂离子成为FePO4；放电期间，锂离子嵌入FePO4逐渐形成为LiFePO4。当电池在充电时，自磷酸铁锂晶体电池中锂离子迁移至晶体的表面，于电场力不断作用下开始进入电解液，接着穿过隔膜，而后通过电解液迁移至石墨晶体表面，继而嵌入到石墨晶格。在此时，电子通过导电体逐渐流向电池正极铝箔集电极，通过极耳—电池正极柱—外电路—负极极柱—负极极耳逐步流向至铜箔集流体，最后再通过导电体流至石墨负极，从而使负极电荷可达到平衡。电池在放电期间，锂离子脱嵌于石墨晶体，进入电解液，接着穿过隔膜，通过电解液迁移至磷酸铁锂晶体表面，而后重新嵌入至磷酸铁锂晶格中，此时，电子通过导电体逐渐流向至铜箔集电极，通过极耳—电池负极柱—外电路—正极极柱—正极极耳而流向至铝箔集流体，并再通过导电体流至电池正极，以便正极电荷达到平衡。 磷酸铁锂电池借助于自身所具独特优势，如高工作电压、绿色环保、能量密度大、支持无极扩展以及循环寿命长等，将其组成为储能系统以后能够大规模储存电能。由磷酸铁锂电池构成的储能系统，除磷酸铁锂电池组外，还包含有电池管理系统、中央监控系统、换流装置以及变压器，其中换流装置中又包括整流器以及逆变器。该系统能量转换机理主要如下：在充电

磷酸铁锂电池简介

磷酸铁锂电池简介 1.磷酸铁锂电池定义 磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。 2.磷酸铁锂正极材料 磷酸铁锂作为锂离子电池用正极材料具有良好的电化学性能，充放电平台十分平稳，充放电过程中结构稳定。同时，该材料无毒、无污染、安全性能好、可在高温环境下使用、原材料来源广泛等优点，是目前电池界竞相开发研究的热点。该材料具有发上图所示的晶体结构。工作电压范围：2.5～3.6V，平台约3.3V，比钴酸锂电池3.7V低一些。由于该材料导电性差，需往磷酸铁锂颗粒内部掺入导电碳材料或导电金属微粒，或者往磷酸铁锂颗粒表面包覆导电碳材料，提高材料的电子电导率；或掺杂金属离子来提高导电性。这样材料的密度低，做成电池的体积比容量低，只有180Wh/L（钴酸锂可做到400Wh/L 以上），在小电池领域，同样尺寸电池只有现有电池容量的一半不到。 3.磷酸铁锂的优点: （1）安全。磷酸铁锂的安全性能是目前所有的材料中最好的。绝不用担心爆炸。 （2）稳定性高。包括高温充电的容量稳定性，储存性能等。这是最大的优点。 （3）环保。整个生产过程清洁无毒。所有原料都无毒。不像钴是有

毒的物质。 （4）价格便宜。 4.磷酸铁锂的缺点： （1）导电性差，目前可通过添加C或其它导电剂得到解决。即：LiFePO4/C正极。 （2）振实密度较低。一般只能达到1.3-1.5，电池极片的面密度低，所以同样型号的电池容量更低。从消费便携电子产品上看，磷酸铁锂没有前途，在特定的电池领域使用较有优势，如动力电池。 （3）制造成本偏高，在电池生产上加工困难、倍率放电不稳定(需要特定的电池工艺配合,受工艺影响很大)。 （4）技术还未成熟。由于振实密度低，比表面积大，需要改变电池先行工艺。而且电解液也需重新开发适用的电解液体系，用现有的成熟电解液难发挥其性能。没有批量配套的保护线路和充电器，较难在现有的电子设备上发挥出其特性，需要一个整体的行业整合。 5.磷酸铁锂电池产业：优势分析 （1）磷酸铁锂产业符合政府产业政策的导向，各国都把储能电池和动力电池的发展放在国家战略层面高度，配套资金和政策支持的力度很大，中国在这方面有过之而不及，过去关注镍氢电池，现在则把目光更多的集中到磷酸铁锂电池上。 （2）LFP代表了电池未来发展的方向，随着技术成熟，甚至可能成为

磷酸铁锂电池充放电曲线和循环曲线

磷酸铁锂电池充放电曲线和循环曲线我公司生产的磷酸铁锂电池以其无毒、无污染，高安全性，循环寿命长，充放电平台稳定等优点受到锂电池专家的关注。我公司所生产的LiFePO4动力电池在国内、外均处于领先水平，填补了国内、外大功率磷酸铁锂动力电池的空白，并获得多项国家专利。10C充放电1000次循环容量衰减在25%以内，充放电平台稳定，安全性能优良，可大电流充放电，完全解决了钴酸锂，锰酸锂等材料做动力型电池所存在的安全隐患和使用寿命问题。磷酸铁锂动力电池将取代铅酸、镍氢电池、钴酸锂和锰酸锂锂电池，引领汽车工业走进绿色时代。我公司生产的磷酸铁锂18650－1200mAh的电池充放电曲线和大电流循环曲线如下：

我公司生产的磷酸铁锂CR123A－500mAh的电池大电流循环曲线如下

新型磷酸铁锂动力电池 中心议题： ?磷酸铁锂电池的结构与工作原理 ?磷酸铁锂电池的放电特性及寿命 ?磷酸铁锂电池的使用特点 ?磷酸铁锂动力电池的应用状况 自锂离子电池问世以来，围绕它的研究、开发工作一直不断地进行着，上世纪90年代末又开发出锂聚合物电池，2002年后则推出磷酸铁锂动力电池。 锂离子电池内部主要由正极、负极、电解质及隔膜组成。正、负极及电解质材料不同及工艺上的差异使电池有不同的性能，并且有不同的名称。目前市场上的锂离子电池正极材料主要是氧化钴锂（LiCoO2），另外还有少数采用氧化锰锂(LiMn2O4)及氧化镍锂(LiNiO2)作正极材料的锂离子电池，一般将后两种正极材料的锂离子电池称为“锂锰电池”及“锂镍电池”。新开发的磷酸铁锂动力电池是用磷酸铁锂（LiFePO4）材料作电池正极的锂离子电池，它是锂离子电池家族的新成员。

通信用磷酸铁锂电池及系统的原理与应用

通信用磷酸铁锂电池及系统的原理与应用 传统的阀控式密封铅酸电池以其成本低廉、技术成熟、维护方便得到广泛应用，然而，随着无线通信技术的不断发展和移动基站应用场景的复杂化，传统的蓄电池逐步显现出体积大、对环境温度要求苛刻等劣势。磷酸铁锂电池系统由于具有体积小、重量轻，高温性能突出，循环性能优异，可高倍率充、放电，绿色环保等众多优点，更适用于环境温度高、机房面积及承重小等恶劣的基站环境。同时，在末端供电磷酸铁锂电池也可作为铅酸蓄电池的有效补充。 一、目前通信后备电源面临的问题 1、传统铅酸蓄电池对环境温度要求比较高 目前市内宏基站的站址选择越来越难，室外一体化基站开始大规模建设。传统的铅酸蓄电池对环境温度要求比较高的特点造成传统的铅酸蓄电池很难适应室外高温等恶劣天气。另外，除了铅酸蓄电池外，室内宏基站的其他设备对环境温度的适应范围都比较宽。机房空调就是为了给铅酸蓄电池提供适当的环境温度。为了节能减排，目前已开发出蓄电池保温箱等蓄电池专用的小型空调设备。如果能找到一种对环境温度要求不高的电池作为后备电源，不仅能解决室外一体化基站后备电源的问题，而且还能省掉机房专用空调，这样既节省了工程初期购买空调的投资，也节省了基站运行时的大量电费开销。 2、传统铅酸蓄电池对机房面积和承重要求高 室内宏基站设备中，电源设备占比最大，而电源设备中提及和占地面积最大的就是蓄电池。室内宏基站的机房大多采用民房，根据结构专业的统计计算，民房的承重设计一般为150~200kg/m，而铅酸蓄电池对机房的承重要求不低于 400kg/m，所以在现有的民房内摆放铅酸蓄电池都需要经过加固处理。这样一方面加大了工程量，另一方面也加大了选址难度。另外，目前通信设备逐步向小型化、分散化的方向发展，末端设备的功耗越来越小，要求后备电池的体积更小，重量更轻。 3、传统铅酸蓄电池的高倍率放电性能较差 目前电网质量越来越完善，很少出现市电大面积长时间停电的状况，而基站的停电往往是由于市政项目的频繁建设所造成的短时间频繁停电，这需要蓄电池短时间大电流高倍率放电，而传统铅酸蓄电池的高倍率放电性能较差。

磷酸铁锂电池技术中国专利申请分析

磷酸铁锂电池技术中国专利申请分析 摘要：磷酸铁锂是目前被广泛关注的锂离子电池正极材料。对磷酸铁锂电池技术中国专利申请进行了统计和分析，指出我国在该技术上的专利申请特点和存在的问题，并结合分析结果，对我国磷酸铁锂专利技术发展提出了几点建议，为相关企业和科研机构进一步研发和市场应用提供参考。 关键词：磷酸铁锂专利分析 1 引言 磷酸铁锂，分子式为lifepo4，又被称为磷酸亚铁锂，锂铁磷酸盐等，其理论比容量为170mah/g，放电平台为3.5v，具有高安全性、稳定的循环性能、环境友好和价格低廉等优点，是目前被广泛关注的商品化锂离子电池电极材料。目前中国能源问题紧张，环境问题突出，因此，磷酸铁锂电池具有巨大的潜在市场。1997年，j.b.goodenough申请了磷酸铁锂专利us5910382，这是关于可充电橄榄石结构磷酸铁锂正极材料的第一个明确的核心专利。我国企业目前在磷酸铁锂开发方面仍落后于国际竞争对手。企业要在如今激烈的市场竞争中谋求发展，必须深层次地重视技术创新。专利是反映创新能力和创新速度的重要指标。本文分析了磷酸铁锂电池在中国的专利申请状况，为相关企业和科研机构进一步研发和市场应用提供参考。 2 数据分析

本文用于分析的专利数据来自于中国专利申请数据库（cnpat），是截止于2010年底被收录的公开专利申请数据。 2.1 磷酸铁锂电池技术发展趋势 图1 磷酸铁锂电池的申请量年度变化 图1中显示了磷酸铁锂电池专利申请量随年度变化的分布图。由图1可以看出，2001-2003年磷酸铁锂的专利申请量仅为个位数；至2007年之前，申请量仍然不足百件；2007-2010年专利申请量呈现快速增长趋势，2007年的申请量是2001年的21倍，是2006年申请量的2倍，而2009年的专利申请量比2007年又翻了一番。由图1可以看出，这一领域技术正处在高速持续发展之中。 1997年j.b.goodenough申请了第一个关于磷酸铁锂正极材料的美国专利，但在2001年才出现磷酸铁锂电池的中国专利申请。经过考察发现2001年的5件专利申请，申请人均为索尼株式会社，其内容均为lifepo4/碳复合材料的合成及由其制备的电池。实际上，2003年磷酸铁锂材料才由美国valence公司率先商品化，而2001年索尼株式会社已经在中国申请了专利，这表明了索尼对尚未产业化的专利新技术具有十分敏锐的洞察力，也表现了其抢占中国市场的决心。索尼成功的一个重要原因，在于它非常善于利用其他公司发明的、尚未被培育成才的技术种子，将它们培育成为成熟的、优秀的技术和产品。索尼是日本的代表性企业之一，日本十分重视生产技术开发的专利发展模式，这使得日本在许多重要工业品方面

磷酸铁锂概况

磷酸铁锂概况 1.1 磷酸铁锂的基本概况 磷酸铁锂英文名：LITHIUM IRON PHOSPHATE CARBON COATED；简称LFP； 分子式：LiFePO4； 分子量：157.76； CAS：15365-14-7； 磷酸铁锂（分子式LiFePO4，简称LFP），是锂离子电池的一种正极材料，其特点是原料价格低廉丰富，工作电压适中、电容量大、高放电功率、可快速充电且循环寿命长、稳定性高，自90年代被发现后，成为了引发了锂电池革命的新材料，是当前电池发展领域的前沿。 磷酸铁锂电极材料主要用于各种锂离子电池。采用磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料的电池被称为磷酸铁锂电池，由于磷酸铁锂电池的众多优点，被广泛使用于各个领域。 目前全球已经有很多厂家开始了工业化生产磷酸铁锂，国外加拿大Phostech Lithium公司、美国Valence（威能）公司和A123（高博），国内天津斯特兰，北大先行等。世界各国正竞相实现产业化生产。 目前，国内的磷酸铁锂产业投资热正在兴起，其势头超过了其他任何国家。 1.2 磷酸铁锂性能特点 锂离子电池的性能主要取决于正负极材料，磷酸铁锂作为锂电池正极材料其安全性能与循环寿命是其它材料所无法相比的，这些也正是动力电池最重要的技术指标。1C充放循环寿命达2000次。单节电池过充电压30V不燃烧，穿刺不爆炸。磷酸铁锂正极材料做出大容量锂离子电池更易串联使用。以满足电动车频繁充放电的需要。具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜，

寿命长等优点，是新一代锂离子电池的理想正极材料。 磷酸铁锂优势性能主要有： 1、比容量大，高效率输出，高能量密度。磷酸铁锂标准放电为2～5C、连续高电流放电可达10C，瞬间脉冲放电（10S）可达20C；理论比容量为170mAh/g，产品实际比容量可超过140 mAh/g（0.2C，25℃）； 2、结构稳定、安全性能好。磷酸铁锂是目前最安全的锂离子电池正极材料；不含任何对人体有害的重金属元素；即使电池内部或外部受到伤害，电池不燃烧、不爆炸、安全性最好。 3、循环寿命长。经500次循环，其放电容量仍大于95%；实验室制备的磷酸铁锂单体电池在进行IC的循环测试时，循环寿命高达2000次。在100%DOD 条件下，可以充放电2000次以上；(原因：磷酸铁锂晶格稳定性好，锂离子的嵌入和脱出对晶格的影响不大，故而具有良好的可逆性。存在的不足是电子离子传到率差，不适宜大电流的充放电，在应用方面受阻。解决方法：在电极表面包覆导电材料、掺杂进行电极改性。) 4、资源丰富、成本低廉。磷酸铁锂原材料来源广泛、价格便宜。 5、充电性能好。磷酸铁锂正极材料的锂电池，可以使用大倍率充电，最快可在1小时内将电池充满。可快速充电，自放电少，无记忆效应。可大电流2C 快速充放电，在专用充电器下，1.5C充电40分钟内即可使电池充满，起动电流可达2C。过放电到零伏也无损坏，零电压存放7天后电池无泄漏，性能良好，容量为100%；存放30天后，无泄漏、性能良好，容量为98%；存放30天后的电池再做3次充放电循环，容量又恢复到100%。 6、工作温度范围宽广（-20℃～＋75℃）。高温时性能良好：外部温度65℃时内部温度则高达95℃，电池放电结束时温度可达160℃，电池内部结构安全、完好。 磷酸铁锂性能缺点主要有： 1、导电性能差。目前在实际生产过程中通过在前驱体添加有机碳源和高价金属离子联合掺杂的办法来改善材料的导电性（A123、烟台卓能正采用这种方法），研究表明，磷酸铁锂的电导率提高了7个数量级，使磷酸铁锂具备了和钴

【通信企业管理】通信用铁锂电池标准

（通信企业管理）通信用铁 锂电池标准

ICS29.200 M41 YD 通信用磷酸铁锂电池组 第1部分：集成式电池组 LiFePO 4 battery system for telecommunications part1：integrated battery system （报批稿）

目次 前言.......................................................................................................................................................... II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 产品分类和系列 (2) 5 要求 (2) 6 试验方法 (7) 7 检验规则 (12) 8 标志、包装、运输和储存 (14) 附录A（资料性附录）电池组充电方式 (15) 附录B（资料性附录）电池内阻参考值 (17)

前言 《通信用磷酸铁锂电池组》分为两个部分： ——第1部分：集成式电池组； ——第2部分：分立式电池组。 本部分为第1部分：集成式电池组。 本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。 本部分的附录A、附录B是资料性附录。 本部分由中国通信标准化协会提出并归口。 本部分起草单位：工业和信息化部电信研究院、中讯邮电咨询设计院有限公司、中国电信集团公司、浙江南都电源动力股份有限公司、艾默生网络能源有限公司、江苏双登集团有限公司、武汉银泰科技电源股份有限公司、山东圣阳电源股份有限公司、中兴通讯股份有限公司、中国普天信息产业股份有限公司、杭州高特电子设备有限公司、中国联合网络通信有限公司、中国移动通信集团公司、深圳市比亚迪锂电池有限公司、北京动力源科技股份有限公司、哈尔滨光宇集团股份有限公司、中达电通股份有限公司。 本部分主要起草人：吴京文、董雯、侯福平、郭峰、陈怀林、余霞、曲大伟、孔德龙、田剑峰、刘金玉、徐剑虹、陈燕昌、张瑜、刘亦珩、王海涛、刘永清、张春涛、蔡雪峰。 本部分为首次发布。

磷酸铁锂动力电池维护手册 整合版

沃特玛电池有限公司 磷酸铁锂动力电池使用手册 电子部 2013-3-15 [为了方面售后服务更好的对OPT管理系统进行维护，特此制定本手册，希望对售后服务有所帮助]

前言 为应对日益突出的燃油供求矛盾和环境污染问题，世界主要汽车生产国纷纷加快部署，将发展新能源汽车作为国家战略，加快推进技术研发和产业化，同时大力发展和推广应用汽车节能技术。节能与新能源汽车已成为国际汽车产业的发展方向。新能源客车，目前正在飞速发展。 当新能源客车穿行于街市，走进人们的生活时，对它的了解和认知也就成我们的必修课。然而，在这新能源之风势在必行之际，谈到动力电池，我们中大多数的人对其都知之甚少，这其中包括很多从事纯电动客车工作的相关从业人员，也正因为如此，才给你们的工作和和生活到来了诸多的困难和疑惑。 为解决这些问题，让从事纯电动客车工作的相关从业人员对动力电池有一些初步的了解和认识，本手册将通过重点介绍磷酸铁锂动力电池和管理系统的运用与维护来让大家了解动力电池的相关知识。为了更好服务客户，让相关从业人员熟悉和掌握我公司的纯电动客车动力电池，也为更好的发挥磷酸铁锂动力电池优越的性能，做好相关的维护保养工作，特制定本手册。希望此举能为大家避免在使用或维护我公司产品时造成不必要的困扰和预防产生一些不可挽回的损失。 烦请在使用或维护沃特玛公司纯电动客车动力电池之前，详细阅读本手册！

目录第一章 第二章

第一章为何选择磷酸铁锂电池作为动力电池 电池的概念 1.1.1什么是电池 化学电源俗称为电池，是一种利用物质的化学反应所释放出来的能量直接转化为电能的装置。顾名思义，电池是装电的池子，尤如水池，电池的电压及容量类似于水池的水位高低和蓄

磷酸铁锂公司企业名录

1、深圳市比克电池有限公司 成立于2001年8月，美国纳斯达克上市公司，注册资本8260万美元，是一家集锂电池研发、生产、销售为一体的国家高新技术企业。比克工业园区坐落于深圳东部大鹏湾占地26万平方米，员工6000余人。 2、湖南杉杉新材料有限公司 是由宁波杉杉股份有限公司（占75%的股份）和中南大学（占25%的股份）联合创办。成立于2003年11月，锂离子电池正极材料制造商，是湖南省高新技术企业，专业致力于生产锂离子电池正极材料，以钴酸锂为主要产品，应用于便携式资讯设备如手机、笔记本电脑、移动DVD、数码相机、电动工具等领域，同时于2004年3月正式推出了锰酸锂，应用于电动交通工具等大型动力电源领域。 目前产品有钴酸锂、锰酸锂、镍钴二元系、镍钴锰三元系、磷酸铁锂等。 中国锂电池正极材料行业重点企业简介 二、中国宝安集团股份有限公司 三、厦门钨业股份有限公司 四、中信国安盟固利电源技术有限公司 五、石家庄市中洲实业总公司 六、湖南瑞翔新材料有限公司 七、宁波金和新材料有限公司 八、北京当升材料科技有限公司 九、北大先行科技产业有限公司 十、深圳市振华新材料股份有限公司 3、深圳市山木电池科技有限公司 1997年10月在广东省珠海市成立,是中国第一家专业生产可充电锂电池的厂家,2006年初,山木公司将工厂搬迁至深圳市横岗深坑村第三工业区厂B公司现主要有以下 1.圆柱电池事业部. 2.数码电池事业部. 3.动力电池事业部. 异型圆柱电池系列有直径07系,08. 10 .12 铁锂动力电车系列有400mah到１０００0mah等不同容量近１０个规格品牌mottcell型号IFR26650 基本参数 电池类型锂电池电压有效期1年 技术参数 标准容量3000mAh充放电次数2000电池容量3000mah 开路电压快速充电电流3000mA快速充电时间1h 适用范围机车型：电动自行车电动轿车电动工具标准电压 适用温度范围-20；+60 ℃直径26*65mmmm贮存温度20度 最大连续工作电流6000mah标准充电电流1500mA标准充电时间2h 品牌mottcell型号IFR42120 基本参数 使用期5年额定容量10AH 技术参数标准电压直径42 mm充放电次数1500 标准充电时间2h标准充电电流5000mA标准容量10000mAh

磷酸铁锂电池及充电器原理结构

磷酸铁锂电池及充电器原理结构 ?随着科学技术的发展及电化学材料及工艺技术的进步，人们不断地研究、开发出新型电池材料及新型电池。继镍镉、镍氢可充电电池之后，在1991年开发出可充电的锂离子电池，1995年又推出性能更好的聚合物锂电池，到2002年后，新型磷酸铁锂电池又问世。 2），另外还有少数采用氧化锰锂（LiMn2O4）及氧化镍锂（LiNiO2）作正极材料。新型磷酸铁锂电池是一种用磷酸铁锂（LiFePO4）作电池正极，用石墨作负极的锂离子电池。它的工作原理与锂离子电池完全相同，是锂离子电池家族中的新成员。 4电池。 4电池应是最便宜的。另外它具有放电平台特别平坦、能用大放电率放电（5~10C）、特别安全（不会因过充电、过放电、甚至短路时发生燃烧或爆炸）、循环寿命长、对环境无污染等特点，作为大电流输出的动力电池，它的性能是最佳的。 4正极材料，有一些工厂已小批量生产各种不同容量的LiFePO4电池（容量从几百mAh到几百Ah）。由于生产时间不长、产量不大，还是初创阶段，因此目前在价格上比同样容量的锂离子电池还贵，但是还供不应求，经常发生缺货。这种现象将在1~2年内得到改进。到那时LiFePO4电池的价格更齐全、质量进一步提高，价格也更便宜，应用将更广泛。 1. LiFePO4电池主要特点 4电池可在2~10C放电率范围长期工作，甚至于在10秒短时间内可达20C的放电率。采用LiFePO4电池作为动力的汽车有极好的加速性能、用作电动工具手电钻电源时则有高的钻孔速度，并能对硬度较大的材料进行钻孔。 4电池在不同放电率时的放电特性如图1所示。 图1 图2 4电池的放电特性是极好的； 4电池作循环寿命试验，其结果是：锂离子动力电池做了300个循环后，其放电容量已降到85%；而LiFe PO4电池做了500个循环后，其放电容量还大于95%。 4电池做了300个循环放电容量还大于80%。

磷酸铁锂电池在通信行业中的应用

磷酸铁锂电池在通信行业中的应用 关键词：通信、移动基站、宏基站、室外一体化基站、蓄电池、铁电池、纯电动汽车电池、军用锂电池、电动工具锂电池、磷酸铁锂电池组、磷酸铁锂电池、铁锂电池、锂离子电池、新能源汽车锂电池、锂电池、新能源电池、新型蓄电池、矿灯锂电池、储能电池、UPS电源、基站后备电源、太阳能路灯电池、LED灯锂电池、风电电池、船舶锂电池、光伏电池、电动大巴用锂电池、混合动力电池、动力电池、电动车电池、电动车用锂电池、锂离子电池组 传统的阀控式密封铅酸电池以其成本低廉、技术成熟、维护方便得到广泛应用，然而，随着无线通信技术的不断发展和移动基站应用场景的复杂化，传统的蓄电池逐步显现出体积大、对环境温度要求苛刻等劣势。磷酸铁锂电池由于具有体积小、重量轻，高温性能突出，循环性能优异，可高倍率充、放电，绿色环保等众多优点，更适用于环境温度高、机房面积及承重小等恶劣的基站环境。在末端供电后备电池方面可作为铅酸蓄电池的有效补充。 一、目前后备电源面临的问题 1、传统铅酸蓄电池对环境温度要求比较高 目前市内宏基站的站址选择越来越难，室外一体化基站开始大规模建设。传统的铅酸蓄电池对环境温度要求比较高的特点造成传统的铅酸蓄电池很难适应室外高温等恶劣天气。另外，除了铅酸蓄电池外，室内宏基站的其他设备对环境温度的适应范围都比较宽。机房空调就是为了给铅酸蓄电池提供适当的环境温度。为了节能减排，目前已开发出蓄电池保温箱等蓄电池专用的小型空调设备。如果能找到一种对环境温度要求不高的电池作为后备电源，不仅能解决室外一体化基站后备电源的问题，而且还能省掉机房专用空调，这样既节省了工程初期购买空调的投资，也节省了基站运行时的大量电费开销。 2、传统铅酸蓄电池对机房面积和承重要求高 室内宏基站设备中，电源设备占比最大，而电源设备中提及和占地面积最大的就是蓄电池。室内宏基站的机房大多采用民房，根据结构专业的统计计算，民房的承重设计一般为150~200kg/m，而铅酸蓄电池对机房的承重要求不低于400kg/m，所以在现有的民房内摆放铅酸蓄电池都需要经过加固处理。这样一方面加大了工程量，另一方面也加大了选址难度。另外，目前通信设备逐步向小型化、分散化的方向发展，末端设备的功耗越来越小，要求后备电池的体积更小，重量更轻。 3、传统铅酸蓄电池的高倍率放电性能较差 目前电网质量越来越完善，很少出现市电大面积长时间停电的状况，而基站的停电往往是由于市政项目的频繁建设所造成的短时间频繁停电，这需要蓄电池短时间大电流高倍率放电，而传统铅酸蓄电池的高倍率放电性能较差。 4、蓄电池没有纳入监控系统 蓄电池没有纳入监控系统，蓄电池还剩余多少容量不清楚。 5、传统铅酸蓄电池会对环境造成污染 传统的铅酸蓄电池在生产制造和使用后期，如果处理不当，会对环境造成污染。

通信用磷酸铁锂电池标准..

目次 前言 (1) 1适用范围 (1) 1.1适用范围 (1) 2规范性引用文件 (1) 3术语和定义 (1) 3.1磷酸铁锂电池 LiFePO4 battery cell (1) 3.2单体电池 Single battery (1) 3.3磷酸铁锂电池模块 LiFePO4 battery block (2) 3.4电池采集模块 battery acquisition module(BAM) (2) 3.5电池管理模块 battery management module（BMM） (2) 3.6磷酸铁锂电池组 LiFePO4 battery system (2) 3.7标称容量nominal capacity (2) 3.8标称电压nominal voltage (2) 3.9终止电压 end of discharge voltage (2) 3.10循环寿命 cycle life (2) 3.11容量保存率 save rate of capacity (2) 3.12内阻 internal resistance (2) 3.13电导 conductance (2) 4产品分类和系列 (3) 4.1电池模块额定容量系列（Ah） (3) 4.2电池组输出电压标称值系列 (3) 4.3电池组应用系列 (3) 4.4电池组管理系列 (3) 5要求 (3) 5.1使用环境条件 (3) 5.2外观 (3) 5.3性能指标 (3) 5.4电池间连接电压降 (6) 5.5寿命 (6) 5.6安全性能 (6) 5.7储存 (7) 5.8电磁兼容性 (7) 5.9BMM要求 (8) 5.10监控要求 (10) 6检验方法 (10) 6.1检验条件 (10) 6.2检验仪表要求 (10) 6.3外观 (10) 6.4放电性能 (10) 6.5电池组性能一致性 (11)

磷酸铁锂电池知识大全

磷酸铁锂电池知识大全 磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料有很多种，主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料，而其它正极材料由于多种原因，目前在市场上还没有大量生产。磷酸铁锂也是其中一种锂离子电池。从材料的原理上讲，磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程，这一原理与钴酸锂，锰酸锂完全相同。磷酸铁锂电池是用来做锂离子二次电池的，现在主要方向是动力电池，相对NI-H、Ni-Cd电池有很大优势。磷酸铁锂电池充放电效率，相对高一些。在88% - 90%之间。而铅酸电池约为80%。 磷酸铁锂电极材料主要用于各种锂离子电池，自1996年日本的NTT首次揭露AyMPO4(A为碱金属，M为CoFe两者之组合:LiFeCOPO4)的橄榄石结构的锂电池正极材料之后, 1997年美国德克萨斯州立大学研究群也接着报导了LiFePO4的可逆性地迁入脱出锂的特性，美国与日本不约而同地发表橄榄石结构(LiMPO4), 使得该材料受到了极大的重视，并引起广泛的研究和迅速的发展。与传统的锂离子二次电池正极材料，尖晶石结构的LiMn2O4和层状结构的LiCoO2相比，LiMPO4 的原物料来源更广泛、价格更低廉且无环境污染。 磷酸铁锂电池*构造 正极：正极物质在磷酸铁锂离子蓄电池中以磷酸铁锂(LiFePO4)为主要原料; 负极：负极活性物质是由碳材料与粘合剂的混合物再加上有机溶剂调和制成糊状，并涂覆在铜基体上，呈薄层状分布; 隔膜板：称为隔板或称隔离膜片，其功能起到关闭或阻断通道的作用，一般使用聚乙烯或聚丙烯材料的微多孔膜。所谓关闭或阻断功能是电池出现异常温度上升时阻塞或阻断作为离子通道的细孔，使蓄电池停止充放电反应。隔膜板可以有效防止因内、外部短路等引起的过大电流而使电池产生异常发热现象。 PTC 元件：在磷酸铁锂电池盖帽内部，当内部温度上升到一定温度时或电流增大到一定控制值时，PTC 就起到了温度保险丝和过流保险的作用，会自动拉断或断开，从而形成内部断路。这样电池内部停止了工作反应，温度降下来。保证了电池的安全使用(双重保险)。 安全阀：为了确保磷酸铁锂电池的使用安全性，一般通过对外部电路的控制或者在磷酸铁锂电池内部设有异常电流切断的安全装置。即使这样，在使用过程中也有可能其他原因引起磷酸铁锂电池内压异常上升，这样，安全阀释放气体，以防止蓄电池破裂或爆开。

磷酸铁锂电池的安全性能研究.docx

磷酸铁锂电池的安全性能研究 电动车应用最基本的要求是保证安全。电池的安全性归根到底体现的是温度问题。任何安全性问题最终的结果就是温度升高直至失控，直至出现安全事故。电池的安全性检测通常包括过充电、过放电、穿刺、挤压、跌落、加热、短路等，在这些情况下，会引起电池温度上升或部分区域温度过高，达到某一底限温度值，大量的热产生由于不能及时被消散引发一系列放热副反应，从而出现热失控。热失控一旦被引发就完全不能停止，直到所有反应物被完全地消耗，在大多数情况下导致电池的破裂，随之伴有火焰和浓烟，有时甚至是电池的爆炸。在锂电池当中，公认的以LiFePO4为正极材料的锂电池具有最好的安全性能。主要是由于LiFePO4在高温条件下的氧保持能力好，即使在超过500℃的高温也不会失氧，比钴酸锂、锰酸锂及三元材料等药高得多。但在滥用条件下，即使LiFePO4为正极的锂电池，也会出现安全性问题。本文主要研究和分析不同的安全性检测条件对磷酸铁锂电池的安全性能检测结果的影响。 安全性问题最终的反映是热量累积或能量短时释放引起的温度迅速升高出现失控。在电池滥用过程中，产生热的原因有以下几个方面：（1）负极SEI膜的分解；（2）负极与电解质的反应；（3）电解液的热分解；（4）电解液在正极的氧化反应；（5）正极的热分解；（6）负极的热分解；（7）隔膜的溶解以及引起的内部短路。电池抵抗各种滥用的能力主要取决于产热和散热的相对速度。当电池的散热速度低于产热速度时，它可能会遭受热失控。 1. 测试对象与设备 2. 试验 3. 结果与分析 3.1过充电 锂离子电池在充电时发生式(1)所示的反应，Li 不完全脱出，生成物为 LiFePO4和 FePO4。LiFePO4—— LiFePO4+ FePO4+ Li +xe 电池过充时，Li+大量脱出，生成的 FePO4增多，引起较大的极化电阻和极化电势，使电池的电压快速升高；过多的锂脱出，极片上的粘结剂被破坏，使正极膏片从集流体上脱离，出现大面积掉膏，脱出的 Li 聚集在负极片上，形成点状白点；电池正极附近的高氧化氛围引起电解液氧化分解使过充电池剩余的电解液较少，电解液分解产生更多的热量和气体，使电池鼓胀加剧，爆炸的可能性加大；LiFePO4在过充时发生了不可逆分解，有氧气和含 Fe 的

浅析磷酸铁锂电池的优点及缺点

本文摘自再生资源回收-变宝网（https://www.sodocs.net/doc/3212014727.html,）浅析磷酸铁锂电池的优点及缺点 磷酸铁锂电池的全名是磷酸铁锂锂离子电池，这名字太长，简称为磷酸铁锂电池。由于它的性能特别适于作动力方面的应用，则在名称中加入“动力”两字，即磷酸铁锂动力电池。也有人把它称为“锂铁（LiFe）动力电池。 一、工作原理 磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。 二、意义 金属交易市场，钴（Co）最贵，并且存储量不多，镍（Ni）、锰（Mn）较便宜，而铁（Fe）存储量较多。正极材料的价格也与这些金属的价格行情一致。因此，采用LiFePO4正极材料做成的锂离子电池应是挺便宜的。它的另一个特点是对环境环保无污染。 作为充电电池的要求是：容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学稳定性能、使用中安全（不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起燃烧或爆炸）、工作温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。采用LiFePO4作正极的磷酸铁锂电池在这些性能要求上都不错，特别在大放电率放电（5～10C 放电）、放电电压平稳上、安全上（不燃烧、不爆炸）、寿命上（循环次数）、对环境无污染上，它是最好的，是目前最好的大电流输出动力电池。 三、结构与工作原理

LiFePO4作为电池的正极，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，但锂离子Li可以通过而电子e-不能通过，右边是由碳（石墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质，电池由金属外壳密闭封装。 LiFePO4电池在充电时，正极中的锂离子Li通过聚合物隔膜向负极迁移；在放电过程中，负极中的锂离子Li通过隔膜向正极迁移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。 四、主要性能 LiFePO4电池的标称电压是3.2V、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V。由于各个生产厂家采用的正、负极材料、电解质材料的质量及工艺不同，其性能上会有些差异。例如同一种型号（同一种封装的标准电池），其电池的容量有较大差别（10%～20%）。 这里要说明的是，不同工厂生产的磷酸铁锂动力电池在各项性能参数上会有一些差别；另外，有一些电池性能未列入，如电池内阻、自放电率、充放电温度等。 磷酸铁锂动力电池的容量有较大差别，可以分成三类：小型的零点几到几毫安时、中型的几十毫安时、大型的几百毫安时。不同类型电池的同类参数也有一些差异。 五、过放电到零电压试验： 采用STL18650（1100mAh）的磷酸铁锂动力电池做过放电到零电压试验。试验条件：用0.5C充电率将1100mAh的STL18650电池充满，然后用1.0C放电率放电到电池电压为0C。再将放到0V的电池分两组：一组存放7天，另一组存放30天；存放到期后再用0.5C充电率充满，然后用1.0C放电。最后比较两种零电压存放期不同的差别。