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磷酸鐵鋰離子電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料重要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料。

一、八大優(yōu)勢(shì)

1.安全性能的改善

磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固，難以分解，即便在高溫或過(guò)充時(shí)也不會(huì)像鈷酸鋰相同結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱或是形成強(qiáng)氧化性物質(zhì)，因此擁有良好的安全性。

有報(bào)告指出，實(shí)際操作中針刺或短路實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有小部分樣品出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象，但未出現(xiàn)一例爆炸事件，而過(guò)充實(shí)驗(yàn)中使用大大超出自身放電電壓數(shù)倍的高電壓充電，發(fā)現(xiàn)依然有爆炸現(xiàn)象。雖然如此，其過(guò)充安全性較之普通液態(tài)電解液鈷酸鋰離子電池，已大有改善。

2.壽命的改善

磷酸鐵鋰離子電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。

長(zhǎng)壽命鉛酸電池的循環(huán)壽命在300次左右，最高也就500次

而磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池，循環(huán)壽命達(dá)到2000次以上，標(biāo)準(zhǔn)充電(5小時(shí)率)使用，可達(dá)到2000次。同質(zhì)量的鉛酸電池是新半年、舊半年、維護(hù)維護(hù)又半年，最多也就1~1.5年時(shí)間，而磷酸鐵鋰離子電池在同樣條件下使用，理論壽命將達(dá)到7~8年。綜合考慮，性能價(jià)格比理論上為鉛酸電池的4倍以上。

大電流放電可大電流2C快速充放電，在專用充電器下，1.5C充電40分鐘內(nèi)即可使電池充滿，起動(dòng)電流可達(dá)2C,而鉛酸電池?zé)o此性能。

3.高溫性能好

磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá)350℃-500℃而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。工作溫度范圍寬廣(-20C--75C)，有耐高溫特性磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá)350℃-500℃而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。

4.大容量

具有比普通電池(鉛酸等)更大的容量。5AH-1000AH(單體）

5.無(wú)記憶效應(yīng)

可充電池在經(jīng)常處于充滿不放完的條件下工作，容量會(huì)迅速低于額定容量值，這種現(xiàn)象叫做記憶效應(yīng)。像鎳氫、鎳鎘電池存在記憶性，而磷酸鐵鋰離子電池?zé)o此現(xiàn)象，電池?zé)o論處于什么狀態(tài)，可隨充隨用，無(wú)須先放完再充電。

6.重量輕

同等規(guī)格容量的磷酸鐵鋰離子電池的體積是鉛酸電池體積的2/3，重量是鉛酸電池的1/3。

7.環(huán)保

磷酸鐵鋰離子電池一般被認(rèn)為是不含任何重金屬與稀有金屬(鎳氫電池需稀有金屬)，無(wú)毒(SGS認(rèn)證通過(guò))，無(wú)污染，符合歐洲RoHS規(guī)定，為絕對(duì)的綠色環(huán)保電池證。所以鋰離子電池之所以被業(yè)界看好，重要是環(huán)?？剂浚虼嗽撾姵赜至腥肓耸迤陂g的863國(guó)家高科技發(fā)展計(jì)劃，成為國(guó)家重點(diǎn)支持和鼓勵(lì)發(fā)展的項(xiàng)目。隨著我國(guó)加入WTO，我國(guó)電動(dòng)自行車的出口量將迅速增大，而進(jìn)入歐美的電動(dòng)自行車已要求配備無(wú)污染電池。

但有專家表示，鉛酸電池造成的環(huán)境污染，重要發(fā)生在公司不規(guī)范的生產(chǎn)過(guò)程和回收處理環(huán)節(jié)。同理，鋰離子電池屬于新能源行業(yè)不錯(cuò)，但它也不能防止重金屬污染的問(wèn)題。金屬材料加工中有鉛、砷、鎘、汞、鉻等都有可能會(huì)釋放到灰塵和水中。電池本身就是一種化學(xué)物質(zhì)，所以有可能會(huì)出現(xiàn)兩種污染：一是生產(chǎn)工程中的工藝排泄物污染；二是報(bào)廢以后的電池污染。

磷酸鐵鋰離子電池也有其缺點(diǎn)：例如低溫性能差，正極材料振實(shí)密度小，等容量的磷酸鐵鋰離子電池的體積要大于鈷酸鋰等鋰離子電池，因此在微型電池方面不具有優(yōu)勢(shì)。而用于動(dòng)力鋰電池時(shí)，磷酸鐵鋰離子電池和其他電池相同，要面對(duì)電池一致性問(wèn)題。

8.動(dòng)力鋰電池的比較

目前最有希望應(yīng)用于動(dòng)力型鋰離子電池的正極材料重要有改性錳酸鋰(LiMn2O4)、磷酸鐵鋰(LiFePO4)和鎳鈷錳酸鋰(Li(Ni,Co,Mn)O2)三元材料。鎳鈷錳酸鋰三元材料由于鈷的資源缺乏與鎳、鈷成高和價(jià)格波動(dòng)大等原因，普遍認(rèn)為很難成為電動(dòng)汽車用動(dòng)力型鋰離子電池的主流，但可以與尖晶石錳酸鋰在一定范圍內(nèi)混合使用。>>>>行業(yè)應(yīng)用

涂碳鋁箔為鋰電產(chǎn)業(yè)帶來(lái)技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)提升。

提升鋰電產(chǎn)品性能，改善放電倍率。

隨著國(guó)內(nèi)電池廠商對(duì)電池性能要求的日益提高，國(guó)內(nèi)普遍認(rèn)同新能源電池材料：導(dǎo)電材料&導(dǎo)電涂層鋁箔/銅箔。

其優(yōu)勢(shì)在于：在處理電池材料的時(shí)候，常擁有高倍率充放電性能好，較大比容量，但循環(huán)穩(wěn)定性較差，衰減較為嚴(yán)重等原因，不得不做取舍放棄。

這是個(gè)神奇的涂層，將電池的性能提高，帶入新紀(jì)元。

導(dǎo)電涂層是由分散好的納米導(dǎo)電石墨包覆顆粒等所組成。它能供應(yīng)最佳的靜態(tài)導(dǎo)電性能，是一層保護(hù)能量吸收層。它也能供應(yīng)好的遮蓋防護(hù)性能。涂層有水性的和溶劑性的，能應(yīng)用在鋁片，銅片，不銹鋼，鋁和鈦雙極板上。

>>>>涂碳涂層對(duì)鋰離子電池的性能帶來(lái)以下提升：

1.降低電池內(nèi)阻，抑制充放電循環(huán)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)內(nèi)阻增幅；

2.顯著提高電池組的一致性，降低電池組成本；

3.提高活性材料和集流體的粘接附著力，降低極片制造成本；

4.減小極化，提高倍率性能，減低熱效應(yīng)；

5.防止電解液對(duì)集流體的腐蝕；

6.綜合因子進(jìn)而延長(zhǎng)電池使用壽命。

7.涂層厚度：常規(guī)單面厚1～3μm。

日本和韓國(guó)近幾年重要開(kāi)發(fā)以改性錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰三元材料為正極材料的動(dòng)力型鋰離子電池，如豐田和松下合資成立的PanasonicEV能源公司、日立、索尼、新神戶電機(jī)、NEC、三洋電機(jī)、三星以及LG等。

美國(guó)重要開(kāi)發(fā)以磷酸鐵鋰為正極材料的動(dòng)力型鋰離子電池，如A123系統(tǒng)公司、Valence公司，但美國(guó)的重要汽車廠家在其PHEV與EV中卻選擇錳基正極材料體系動(dòng)力型鋰離子電池，并且據(jù)說(shuō)美國(guó)A123公司在考慮進(jìn)軍錳酸鋰材料領(lǐng)域，而德國(guó)等歐洲國(guó)家重要采取和其它國(guó)家電池公司合作的方式發(fā)展電動(dòng)汽車，如戴姆勒奔馳和法國(guó)Saft聯(lián)盟、德國(guó)大眾與日本三洋協(xié)議合作等。目前德國(guó)的大眾汽車和法國(guó)的雷諾汽車在本國(guó)政府的支持下也正在研發(fā)和生產(chǎn)動(dòng)力型鋰離子電池。

二、缺點(diǎn)

一種材料是否具有應(yīng)用發(fā)展?jié)摿?，除了關(guān)注其優(yōu)點(diǎn)外，更為關(guān)鍵的是該材料是否具有根本性的缺陷。

國(guó)內(nèi)現(xiàn)在普遍選擇磷酸鐵鋰作為動(dòng)力型鋰離子電池的正極材料，從政府、科研機(jī)構(gòu)、公司甚至是證券公司等市場(chǎng)分析員都看好這一材料，將其作為動(dòng)力型鋰離子電池的發(fā)展方向。

分析其原因，重要有下列兩點(diǎn)：首先是受到美國(guó)研發(fā)方向的影響，美國(guó)Valence與A123公司最早采用磷酸鐵鋰做鋰離子電池的正極材料。其次是國(guó)內(nèi)一直沒(méi)有制備出可供動(dòng)力型鋰離子電池使用的具有良好高溫循環(huán)與儲(chǔ)存性能的錳酸鋰材料。但磷酸鐵鋰也存在不容忽視的根本性缺陷，歸結(jié)起來(lái)重要有以下幾點(diǎn)：

1、在磷酸鐵鋰制備時(shí)的燒結(jié)過(guò)程中，氧化鐵在高溫還原性氣氛下存在被還原成單質(zhì)鐵的可能性。單質(zhì)鐵會(huì)引起電池的微短路，是電池中最忌諱的物質(zhì)。這也是日本一直不將該材料作為動(dòng)力型鋰離子電池正極材料的重要原因。

2、磷酸鐵鋰存在一些性能上的缺陷，如振實(shí)密度與壓實(shí)密度很低，導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度較低。低溫性能較差，即使將其納米化和碳包覆也沒(méi)有解決這一問(wèn)題。美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)能系統(tǒng)中心主任DonHillebrand博士談到磷酸鋰鐵電池低溫性能的時(shí)候，他用terrible來(lái)形容，他們對(duì)磷酸鐵鋰型鋰離子電池測(cè)試結(jié)果表明表明磷酸鐵鋰離子電池在低溫下(0℃以下)無(wú)法使電動(dòng)汽車行駛。

盡管也有廠家宣稱磷酸鋰鐵電池在低溫下容量保持率還不錯(cuò)，但是那是在放電電流較小和放電截止電壓很低的情況下。在這種狀況下，設(shè)備根本就無(wú)法啟動(dòng)工作。

3、材料的制備成本與電池的制造成本較高，電池成品率低，一致性差。磷酸鐵鋰的納米化和碳包覆盡管提高了材料的電化學(xué)性能，但是也帶來(lái)了其它問(wèn)題，如能量密度的降低、合成成本的提高、電極加工性能不良以及對(duì)環(huán)境要求苛刻等問(wèn)題。盡管磷酸鐵鋰中的化學(xué)元素Li，F(xiàn)e與P很豐富，成本也較低，但是制備出的磷酸鐵鋰產(chǎn)品成本并不低，即使去掉前期的研發(fā)成本，該材料的工藝成本加上較高的制備電池的成本，會(huì)使得最終單位儲(chǔ)能電量的成本較高。

4、產(chǎn)品一致性差。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一家磷酸鐵鋰材料廠能夠解決這一問(wèn)題。從材料制備角度來(lái)說(shuō)，磷酸鐵鋰的合成反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的多相反應(yīng)，有固相磷酸鹽、鐵的氧化物以及鋰鹽，外加碳的前驅(qū)體以及還原性氣相。在這一復(fù)雜的反應(yīng)過(guò)程中，很難保證反應(yīng)的一致性。

5、知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。最早的有關(guān)磷酸鐵鋰專利申請(qǐng)?jiān)?993年六月二十五日由FXMITTERMAIER&SOEHNEOHG(DE)獲得，并于同年八月十九日公布申請(qǐng)結(jié)果。磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)專利被美國(guó)德州大學(xué)所有，而碳包覆專利被加拿大人所申請(qǐng)。這兩個(gè)基礎(chǔ)性專利是無(wú)法繞過(guò)去的，假如成本中計(jì)算上專利使用費(fèi)的話，那產(chǎn)品成本將會(huì)進(jìn)一步提高。

此外，從研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，日本是鋰離子電池最早商業(yè)化的國(guó)家，并且一直占據(jù)著高端鋰離子電池市場(chǎng)。而美國(guó)盡管在一些基礎(chǔ)研究上領(lǐng)先，但是到目前為止還沒(méi)有一家大型鋰離子電池生產(chǎn)公司。

因此，日本選擇改性錳酸鋰作為動(dòng)力型鋰離子電池正極材料更加有其道理。即使是在美國(guó)，利用磷酸鐵鋰和錳酸鋰作為動(dòng)力型鋰離子電池正極材料的廠家也是各占一半，聯(lián)邦政府也是同時(shí)支持這兩種體系的研發(fā)。

鑒于磷酸鐵鋰存在的上述問(wèn)題，很難作為動(dòng)力型鋰離子電池的正極材料在新能源汽車等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。假如能夠解決錳酸鋰存在的高溫循環(huán)與儲(chǔ)存性能差的難題，憑借其低成本與高倍率性能的優(yōu)勢(shì)，在動(dòng)力型鋰離子電池中的應(yīng)用將有巨大的潛力。

三、工作原理

磷酸鐵鋰離子電池的全名是磷酸鐵鋰鋰離子電池，這名字太長(zhǎng)，簡(jiǎn)稱為磷酸鐵鋰離子電池。由于它的性能特別適于作動(dòng)力方面的應(yīng)用，則在名稱中加入動(dòng)力兩字，即磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池。也有人把它稱為鋰鐵(LiFe)動(dòng)力鋰電池。

1.意義

金屬交易市場(chǎng)，鈷(Co)最貴，并且存儲(chǔ)量不多，鎳(Ni)、錳(Mn)較便宜，而鐵(Fe)最便宜。正極材料的價(jià)格也與這些金屬的價(jià)格行情一致。因此，采用LiFePO4正極材料做成的鋰離子電池應(yīng)是最便宜的。它的另一個(gè)特點(diǎn)是對(duì)環(huán)境無(wú)污染。

作為充電電池的要求是：容量高、輸出電壓高、良好的充放電循環(huán)性能、輸出電壓穩(wěn)定、能大電流充放電、電化學(xué)穩(wěn)定性能、使用中安全(不會(huì)因過(guò)充電、過(guò)放電及短路等操作不當(dāng)而引起燃燒或爆炸)、工作溫度范圍寬、無(wú)毒或少毒、對(duì)環(huán)境無(wú)污染。采用LiFePO4作正極的磷酸鐵鋰離子電池在這些性能要求上都不錯(cuò)，特別在大放電率放電(5～10C放電)、放電電壓平穩(wěn)上、安全上(不燃燒、不爆炸)、壽命上(循環(huán)次數(shù))、對(duì)環(huán)境無(wú)污染上，它是最好的，是目前最好的大電流輸出動(dòng)力鋰電池。

2.結(jié)構(gòu)與工作原理

LiFePO4電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

LiFePO4作為電池的正極，由鋁箔與電池正極連接，中間是聚合物的隔膜，它把正極與負(fù)極隔開(kāi)，但鋰離子Li可以通過(guò)而電子e-不能通過(guò)，右邊是由碳(石墨)組成的電池負(fù)極，由銅箔與電池的負(fù)極連接。電池的上下端之間是電池的電解質(zhì)，電池由金屬外殼密閉封裝。

LiFePO4電池在充電時(shí)，正極中的鋰離子Li通過(guò)聚合物隔膜向負(fù)極遷移；在放電過(guò)程中，負(fù)極中的鋰離子Li通過(guò)隔膜向正極遷移。鋰離子電池就是因鋰離子在充放電時(shí)來(lái)回遷移而命名的。

3.重要性能

LiFePO4電池的標(biāo)稱電壓是3.2V、終止充電電壓是3.6V、終止放電壓是2.0V。由于各個(gè)生產(chǎn)廠家采用的正、負(fù)極材料、電解質(zhì)材料的質(zhì)量及工藝不同，其性能上會(huì)有些差異。例如同一種型號(hào)(同一種封裝的標(biāo)準(zhǔn)電池)，其電池的容量有較大差別(10%～20%)。

磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池重要性能列于表1。為了與其他可充電電池的相比較，也在表中列出其他種類可充電電池性能。這里要說(shuō)明的是，不同廠生產(chǎn)的磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池在各項(xiàng)性能參數(shù)上會(huì)有一些差別；另外，有一些電池性能未列入，如電池內(nèi)阻、自放電率、充放電溫度等。

磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池的容量有較大差別，可以分成三類：小型的零點(diǎn)幾到幾毫安時(shí)、中型的幾十毫安時(shí)、大型的幾百毫安時(shí)。不同類型電池的同類參數(shù)也有一些差異。這里再介紹一種目前應(yīng)用較廣的小型標(biāo)準(zhǔn)圓柱形封裝的磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池的參數(shù)。其外廓尺寸：直徑為18mm、高650mm(型號(hào)為18650)，其參數(shù)性能如表2所示。

4.過(guò)放電到零電壓試驗(yàn)

采用STL18650(1100mAh)的磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池做過(guò)放電到零電壓試驗(yàn)。試驗(yàn)條件：用0.5C充電率將1100mAh的STL18650電池充滿，然后用1.0C放電率放電到電池電壓為0C。

再將放到0V的電池分兩組：一組存放7天，另一組存放30天；存放到期后再用0.5C充電率充滿，然后用1.0C放電。最后比較兩種零電壓存放期不同的差別。

試驗(yàn)的結(jié)果是，零電壓存放7天后電池?zé)o泄漏，性能良好，容量為100%；存放30天后，無(wú)泄漏、性能良好，容量為98%；存放30天后的電池再做3次充放電循環(huán)，容量又恢復(fù)到100%。

這試驗(yàn)說(shuō)明該電池即使出現(xiàn)過(guò)放電(甚至到0V)，并存放一按時(shí)間，電池也不泄漏、損壞。這是其他種類鋰離子電池不具有的特性。

四、特點(diǎn)

通過(guò)上述介紹，LiFePO4電池可歸納下述特點(diǎn)：

1、高效率輸出：標(biāo)準(zhǔn)放電為2～5C、持續(xù)高電流放電可達(dá)10C，瞬間脈沖放電(10S)可達(dá)20C；

2、高溫時(shí)性能良好：外部溫度65℃時(shí)內(nèi)部溫度則高達(dá)95℃，電池放電結(jié)束時(shí)溫度可達(dá)160℃，電池的結(jié)構(gòu)安全、完好；

3、即使電池內(nèi)部或外部受到傷害，電池不燃燒、不爆炸、安全性最好；

4、極好的循環(huán)壽命，經(jīng)500次循環(huán)，其放電容量仍大于95%；

5、過(guò)放電到零伏也無(wú)損壞；

6、可快速充電；

7、低成本。

無(wú)記憶效應(yīng)：可充電池在經(jīng)常處于充滿不放完的條件下工作，容量會(huì)迅速低于額定容量值，這種現(xiàn)象叫做記憶效應(yīng)。鎳氫、鎳鎘電池存在記憶性，而磷酸鐵鋰離子電池?zé)o此現(xiàn)象，電池?zé)o論處于什么狀態(tài)，可隨充隨用，無(wú)須先放完再充電。

體積小、重量輕，同等規(guī)格容量的磷酸鐵鋰離子電池的體積是鉛酸電池體積的1/3，重量是鉛酸電池的1/3。

對(duì)環(huán)境無(wú)污染，該電池不含任何重金屬與稀有金屬(鎳氫電池需稀有金屬)，無(wú)毒(SGS認(rèn)證通過(guò))，無(wú)污染，符合歐洲ROHS規(guī)定，為絕對(duì)的綠色環(huán)保電池。鉛酸電池中卻存在著大量的鉛，在廢棄后若處理不當(dāng)，仍將對(duì)環(huán)境形成二次污染，而磷酸鐵鋰材料無(wú)論在生產(chǎn)及使用過(guò)程中，均無(wú)污染。

五、應(yīng)用

由于磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池具有上述特點(diǎn)，并且生產(chǎn)出各種不同容量的電池，很快得到廣泛地應(yīng)用。它重要應(yīng)用領(lǐng)域有：

1）大型電動(dòng)汽車輛：公交車、電動(dòng)汽車、景點(diǎn)游覽車及混合動(dòng)力車等；

2）輕型電動(dòng)汽車：電動(dòng)自行車、高爾夫球車、小型平板電瓶車、鏟車、清潔車、電動(dòng)輪椅等；

3）電動(dòng)工具：電鉆、電鋸、割草機(jī)等；

4）遙控汽車、船、飛機(jī)等玩具；

5）太陽(yáng)能及風(fēng)力發(fā)電的儲(chǔ)能設(shè)備；

6）UPS及應(yīng)急燈、警示燈及礦燈(安全性最好)；

7）替代照相機(jī)中3V的一次性鋰離子電池及9V的鎳鎘或鎳氫可充電電池(尺寸完全相同)；

8）小型醫(yī)療儀器設(shè)備及便攜式儀器等。

這里舉一個(gè)用磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池替代鉛酸電池的應(yīng)用實(shí)例。采用36V/10Ah(360Wh)的鉛酸電池，其重量12kg，充一次電可行走約50km，充電次數(shù)約100次，使用時(shí)間約1年。

若采用磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池，采用同樣的360Wh能量(12個(gè)10Ah電池串聯(lián)組成)，其重量約4kg，充電一次可行走80km左右，充電次數(shù)可達(dá)1000次，使用壽命可達(dá)3～5年。雖然說(shuō)磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池的價(jià)格較鉛酸電池高得多，但總的經(jīng)濟(jì)效果還是采用磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池更好，并且在使用上更輕便。

六、電池性能

鋰離子動(dòng)力鋰電池的性能重要取決于正負(fù)極材料，磷酸鐵鋰作為鋰離子電池材料是近幾年才出現(xiàn)的事，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)出大容量磷酸鐵鋰離子電池是2005年七月。其安全性能與循環(huán)壽命是其它材料所無(wú)法相比的，這些也正是動(dòng)力鋰電池最重要的技術(shù)指標(biāo)。1C充放循環(huán)壽命達(dá)2000次。

單節(jié)電池過(guò)充電壓30V不燃燒，穿刺不爆炸。磷酸鐵鋰正極材料做出大容量鋰離子電池更易串聯(lián)使用。以滿足電動(dòng)汽車頻繁充放電的要。具有無(wú)毒、無(wú)污染、安全性能好、原材料來(lái)源廣泛、價(jià)格便宜，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是新一代鋰離子電池的理想正極材料。

本項(xiàng)目屬于高新技術(shù)項(xiàng)目中功能性能源材料的開(kāi)發(fā)，是國(guó)家863計(jì)劃、973計(jì)劃和十一五高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃重點(diǎn)支持的領(lǐng)域。

鋰離子電池的正極為磷酸鐵鋰材料，其安全性能與循環(huán)壽命有較大優(yōu)勢(shì)，這些也正是動(dòng)力鋰電池最重要的技術(shù)指標(biāo)之一。1C充放循環(huán)壽命可做到2000次，穿刺不爆炸，過(guò)充時(shí)不容易燃燒和爆炸。磷酸鐵鋰正極材料做出大容量鋰離子電池更易并串聯(lián)使用。

七、科研應(yīng)用

最近，有關(guān)新型電池取得進(jìn)展、有望取代傳統(tǒng)鋰離子電池的報(bào)道接連不，讓我們看到了手機(jī)、平板擁有更長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間的希望，不過(guò)可惜大部分都停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段，何時(shí)乃至能否大規(guī)模投入商用都不好說(shuō)。2012年八月，新能源公司DebochTEC.GmbH又帶來(lái)了一種更接近現(xiàn)實(shí)的新能源技術(shù)：含鐵的鋰離子電池。

DebochTEC.GmbH公布的磷酸鐵鋰離子電池技術(shù)白皮書顯示，在使用復(fù)合納米材料后，單節(jié)32650規(guī)格(直徑32mm/長(zhǎng)度65mm)電芯的能量密度能夠提升到6000mAh，與當(dāng)前業(yè)界32650規(guī)格單節(jié)5000mAh的規(guī)格相比，同等體積提升了足足1000mAh，也就是20%之多，1節(jié)就能給iPhone4S手機(jī)反復(fù)充電差不多4次。

更令人欣喜的是，在單顆低倍率充放電環(huán)境下使用，這種電池在循環(huán)使用多達(dá)3000次后，電量依舊保持在80%左右，而普通鋰離子電池循環(huán)充電500次左右就這德行了。按照每3天充放電一次計(jì)算，可以持續(xù)使用24年之久，是名符其實(shí)的長(zhǎng)壽電池。

這種新型電池技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于便攜移動(dòng)電源、小型UPS、筆記本電池、汽車電瓶等各種設(shè)備，而且針對(duì)不同使用環(huán)境，DebochTEC.GmbH還按照循環(huán)充電次數(shù)的差異使用了不同的電芯顏色：面向的為金色，循環(huán)次數(shù)為3000次；民用汽車領(lǐng)域中使用藍(lán)色，2500次；綠色的、2000次的適用于小型便攜式移動(dòng)設(shè)備。

八、通信用磷酸鐵鋰離子電池組的重要技術(shù)要求

(1)工作溫度范圍

電池組在下列環(huán)境溫度條件下使用：

充電環(huán)境溫度：10℃～55℃；

放電環(huán)境溫度：20℃～60℃。

(2)電氣性能

電池模塊內(nèi)電芯性能一致性。

電池模塊內(nèi)各電芯應(yīng)為同一廠家生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)相同、化學(xué)成分相同的產(chǎn)品，且符合下列要求：

1)電池模塊內(nèi)各電芯之間的靜態(tài)開(kāi)路電壓最大值與最小值的差值應(yīng)不大于0.05V；

2)電池模塊內(nèi)各電芯之間的靜態(tài)內(nèi)阻最大值與最小值的差值應(yīng)符合：10mW以下的，偏差絕對(duì)值不超過(guò)0.5mW，10mW以上的不超過(guò)平均值的5%；

3)電池模塊內(nèi)各電芯之間容量最大值與最小值的差值應(yīng)不超過(guò)平均值的?1%。

(3)容量保存率

電池組容量應(yīng)不低于額定值的95%。

(4)循環(huán)壽命

電池組的循環(huán)壽命應(yīng)為800次～2000次。

(5)高溫加速老化壽命

電池組按規(guī)定進(jìn)行充電后放電，其外觀應(yīng)無(wú)明顯變形、銹蝕、冒煙或爆炸，其測(cè)試循環(huán)次數(shù)應(yīng)不少于52次。

(6)電磁兼容性

1)靜電放電抗擾性。電池組應(yīng)滿足GB/T17626.2-2006等級(jí)4的要求；試驗(yàn)后，其外觀應(yīng)無(wú)明顯變形、漏液、冒煙或爆炸，并能正常工作。

2)傳導(dǎo)騷擾限值。電池組應(yīng)滿足YD/T983-1998等級(jí)B的要求；試驗(yàn)后，其外觀應(yīng)無(wú)明顯變形、漏液、冒煙或爆炸，并能正常工作。

3)輻射騷擾限值。電池組應(yīng)滿足YD/T983-1998等級(jí)B的要求；試驗(yàn)后，其外觀應(yīng)無(wú)明顯變形、漏液、冒煙或爆炸，并能正常工作。

4)浪涌(沖擊)抗擾性。電池組應(yīng)滿足GB/T17626.5-2008等級(jí)4的要求；試驗(yàn)后，其外觀應(yīng)無(wú)明顯變形、漏液、冒煙或爆炸，并能正常工作。

(7)電池管理功能

1)顯示精度。電池組配有專用電池管理系統(tǒng)(BMS)，BMS顯示的各種參數(shù)值與電池組實(shí)際的參數(shù)值之間的誤差應(yīng)符合表1的要求。

表1顯示精度

參數(shù)名稱

技術(shù)要求

電壓

電池組按規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，充電電壓顯示精度應(yīng)優(yōu)于1%

電流

電池組按規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，充放電電流顯示精度應(yīng)優(yōu)于2.5%

容量

電池組按規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，電池組容量顯示精度應(yīng)優(yōu)于5%

電池組工作環(huán)境溫度

電池組按規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，溫度顯示誤差應(yīng)小于3℃

2)溫度補(bǔ)償功能。電池組充電應(yīng)具有溫度補(bǔ)償功能。

(8)監(jiān)控功能

1)通信接口。電池組宜具有RS232或RS485/422、IP、USB等標(biāo)準(zhǔn)通信接口，通信協(xié)議參見(jiàn)YD/T1363.3中的蓄電池檢測(cè)裝置通信協(xié)議，應(yīng)供應(yīng)與通信接口配套使用的通訊線纜和各種告警信號(hào)輸出端子。

2)監(jiān)控內(nèi)容。電池組應(yīng)具有以下實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。

遙測(cè)：電池組容量(SOC)、電池組/電芯電壓、電池組/電芯電流、環(huán)境/電池組/PCBA板(可選)/電芯溫度(可選)、電池組充電/放電電流、電池組內(nèi)阻(可選)、電池組健康狀態(tài)SOH(可選)等。

遙信：電池組的充電/放電狀態(tài)、電池組過(guò)充/過(guò)流告警、電池組放電欠壓/過(guò)流告警、電芯充電過(guò)壓告警、電芯放電欠壓告警、電池組極性反接告警、環(huán)境/電池組/PCBA/電芯高溫告警、環(huán)境低溫告警、電池組容量過(guò)低告警、電池組溫度/電壓/電流傳感器失效告警、電芯失效告警(可選)、電池組失效告警(可選)。

遙控：充電/放電(可選)，告警聲音開(kāi)關(guān)。

遙調(diào)(可選)：電池組的充電/放電管理參數(shù)等。

(9)保護(hù)與告警功能

1)過(guò)充電保護(hù)。電池組處于過(guò)充電狀態(tài)時(shí)，應(yīng)切斷充電電路并告警，電池組應(yīng)不漏液、冒煙、起火或爆炸。

2)過(guò)放電保護(hù)。電池組放電至終止電壓后，應(yīng)切斷放電電路并告警，電池組應(yīng)不漏液、冒煙、起火或爆炸。

3)短路保護(hù)。電池組輸出端發(fā)生短路，應(yīng)瞬間切斷電路并告警，電池組應(yīng)不漏液、冒煙、起火或爆炸；故障排除后，應(yīng)能手動(dòng)或自動(dòng)恢復(fù)工作；瞬時(shí)充電后，電池組電壓應(yīng)不小于標(biāo)稱電壓。

4)反接保護(hù)。電池組規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，應(yīng)切斷電路并告警，電池組應(yīng)不漏液、冒煙、起火或爆炸；故障排除后，應(yīng)能自動(dòng)恢復(fù)工作；瞬時(shí)充電后，電池組電壓應(yīng)不小于標(biāo)稱電壓。

5)過(guò)載保護(hù)。電池組放電電流達(dá)到過(guò)載保護(hù)電流值時(shí)，應(yīng)切斷電路并告警，電池組應(yīng)不漏液、冒煙、起火或爆炸；故障排除后，應(yīng)能自動(dòng)恢復(fù)工作；瞬時(shí)充電后，電池組電壓應(yīng)不小于標(biāo)稱電壓。

6)溫度保護(hù)。當(dāng)溫度達(dá)到表2中保護(hù)點(diǎn)范圍時(shí)，電池組應(yīng)切斷電路并告警；除電池組內(nèi)部BMS元器件高溫保護(hù)外，溫度達(dá)到表2中恢復(fù)點(diǎn)范圍時(shí)，電池組應(yīng)自動(dòng)恢復(fù)工作；電池組應(yīng)不漏液、冒煙、起火或爆炸。

表2溫度保護(hù)

項(xiàng)目

保護(hù)點(diǎn)

恢復(fù)點(diǎn)

環(huán)境高溫禁止充電保護(hù)

60℃?2℃

35℃?2℃

環(huán)境高溫禁止放電保護(hù)

70℃?2℃

55℃?2℃

環(huán)境低溫禁止放電保護(hù)

−30℃?2℃