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磷酸鐵鋰離子電池充放電原理解析

鉅大LARGE  |  點擊量:2557次  |  2021年07月27日  

磷酸鐵鋰離子電池的充電器與一般鋰離子電池是不同的。鋰離子電池的最高終止充電電壓是4.2伏,磷酸鐵鋰離子電池是3.65伏。磷酸鐵鋰離子電池的充電提議使用CCCV充電方式,即先恒流后恒壓。恒流提議0.3C。恒壓提議3.65.即恒流過程中0.3C電流充,當電池電壓到達3.65V后,采用3.65V電壓恒壓充電,當充電電流低于0.1C(或0.05C)時停止充電,即電池已經洋溢。


一般磷酸鋰鐵電池充電上限電壓3.7~4V,放電下限電壓2~2.5V,綜合考慮放電容量、放電中值電壓、充電時間、恒流容量百分比、安全性這5個方面,采用恒流恒壓的充電辦法,有關磷酸鐵鋰離子電池,充電限制電壓設定在3.55~3.70V較合理,推薦值為3.60~3.65V,放電下限電壓2.2V~2.5V。


磷酸鐵鋰離子電池充放電原理


磷酸鐵鋰離子電池的充放電反應是在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,在電場力的用途下,進入電解液,然后穿過隔膜,再經電解液遷移到石墨晶體的表面,而后嵌入石墨品格中。與此同時,電子經導電體流向正極的鋁箔集電極,經極耳、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,再經導電體流到石墨負極,使負極的電荷達至平衡。鋰離子從磷酸鐵鋰脫嵌后,磷酸鐵鋰轉化成磷酸鐵鋰離子電池。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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。與此同時,電子經導電體流向負極的銅箔集電極,經極耳、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,再經導電體流到磷酸鐵鋰正極,使正極的電荷達至平衡。


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