什么是高倍率磷酸鐵鋰電池?提升鋰電池高倍率的方法

來源：存能電氣  日期：2019-08-16 10:16  瀏覽量：次

　　什么是高倍率磷酸鐵鋰電池?提升鋰電池高倍率的方法。倍率是一個(gè)很專業(yè)的說法,簡(jiǎn)單說來,就是不同電流下的放電性能。存能電氣磷酸鐵鋰電池高倍率采用專有配方，電池高倍率放電耐溫性能更高，循環(huán)使用壽命更長。

　　什么是高倍率磷酸鐵鋰電池?

　　高倍率磷酸鐵鋰電池是指電池可以大電流放電，鋰電池的倍率與電池的原材料和工藝有關(guān)。鋰電池分為高倍率電池和鋰離子電池。目前手機(jī)和筆記本電腦使用的都是鋰離子電池，通常人們俗稱其為高倍率電池，而真正的高倍率電池因?yàn)槲ｋU(xiǎn)性大，很少應(yīng)用于日常電子產(chǎn)品。

　　高倍率電池一般指的是磷酸鐵鋰電池，高倍率磷酸鐵鋰電池的充電過程分為兩個(gè)階段：恒流快充階段和恒壓電流遞減階段。恒流快充階段，鋰電池電壓逐步升高到電池的尺度電壓，隨后在控制芯片下轉(zhuǎn)入恒壓階段，電壓不再升高以確保不會(huì)過充，電流則跟著電池電量的上升逐步減弱到設(shè)定的值，而終極完成充電。電量統(tǒng)計(jì)芯片通過記實(shí)放電曲線可以抽樣計(jì)算出電池的電量。

　　高倍率磷酸鐵鋰電池輸出電壓穩(wěn)定、輸出電壓高、性能穩(wěn)定、容量大、使用壽命長、工作溫度范圍廣、安全性好以及環(huán)保無污染，因此在未來鋰電池發(fā)展道路上具有很大的上升空間。

　　高倍率鋰電池放電倍率是指電池在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)放出其額定容量時(shí)所需要的電流值,在數(shù)據(jù)值上等于電池額定容量的倍數(shù),通常用字母C來表示。

　　提升鋰電池高倍率的方法

　　鋰離子電池的兩大性能指標(biāo)：能量密度與充放電倍率。單純的做到鋰離子電池高倍率性能并不難，難就難在倍率性能與能量密度的兼顧，一般而言倍率性能和能量密度之間是相互矛盾的，在兩者之間找到一個(gè)平衡是非常困難的。

　　①材料選擇

　　因此無論是從電子電導(dǎo)率還是離子電導(dǎo)率上來看三元材料，特別是高鎳三元材料或者NCA材料都更加適合高倍率型磷酸鐵鋰電池。

　　負(fù)極材料的選擇種類比較多，例如小顆粒的中間相類的石墨材料，在倍率性能上都有較好的表現(xiàn)，鈦酸鋰電池材料因?yàn)殡妼?dǎo)率較低，生產(chǎn)中往往會(huì)制成納米級(jí)的顆粒，因此進(jìn)一步增大了活性面積，降低了Li+的擴(kuò)散距離，鈦酸鋰電池因此具有非常優(yōu)異的倍率性能，能夠?qū)崿F(xiàn)快速充電。

　　②配方優(yōu)化

　　鋰離子電池的高倍率性能是幾種導(dǎo)電形式的綜合體現(xiàn)，在壓實(shí)密度過高時(shí)會(huì)導(dǎo)致電極孔隙率急劇下降，導(dǎo)致離子擴(kuò)散阻抗增加，而壓實(shí)密度較低時(shí)又會(huì)導(dǎo)致接觸阻抗的增加，因此只有合適的壓實(shí)密度才能在保證鋰離子電池優(yōu)異的倍率性能的同時(shí)也兼顧了高能量密度的特性。

　　③電池結(jié)構(gòu)的選擇

　　對(duì)于倍率性磷酸鐵鋰電池如何控制放電過程中的溫度也是一個(gè)非常重要的問題，在大電流放電過程中鋰離子電池會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，熱量在鋰離子電池內(nèi)部的積累會(huì)導(dǎo)致溫度的升高，產(chǎn)生較大的溫度梯度，因此鋰離子電池內(nèi)部衰降的不一致，影響鋰離子電池的壽命。如何選擇一個(gè)合適的結(jié)構(gòu)就變的尤為重要。

　　④提高電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率

　　鋰離子要在正、負(fù)極之間來回穿梭，就如同在電解質(zhì)和電池殼體所構(gòu)成的“游泳池”里面游泳，電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率如同水的阻力一樣，對(duì)鋰離子游泳的速度有非常大的影響。目前鋰離子電池所采用的有機(jī)電解質(zhì)，不管是液體電解質(zhì)，還是固體電解質(zhì)，其離子電導(dǎo)率都不是很高。電解質(zhì)的電阻成為整個(gè)電池電阻的重要組成部分，對(duì)鋰離子電池高倍率性能的影響不容忽視。

　　通過選擇合適的材料、配方和結(jié)構(gòu)能夠降低鋰離子電池在大倍率放電時(shí)的電池內(nèi)部的阻抗和極化，減少溫度的不均勻性，有效的提升磷酸鐵鋰電池的倍率性能。