磷酸铁锂离子电池的作业原理介绍

磷酸铁锂离子电池的全名是磷酸铁锂锂离子电池，这名字太长，简称为磷酸铁锂离子电池。因为它的功能特别适于作动力方面的应用，则在称号中加入动力两字，即磷酸铁锂动力锂电池。也有人把它称为锂铁（LiFe）动力锂电池。

含义：

金属交易市场，钴（Co）最贵，而且存储量不多，镍（Ni）、锰（Mn）较廉价，而铁（Fe）最廉价。正极资料的价格也与这些金属的价格行情一致。因而，选用LiFePO4正极资料做成的锂离子电池应是最廉价的。它的另一个特色是对环境无污染。

作为充电电池的要求是：容量高、输出电压高、杰出的充放电循环功能、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学稳定功能、运用中安全（不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起焚烧或爆炸）、作业温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。选用LiFePO4作正极的磷酸铁锂离子电池在这些功能要求上都不错，特别在大放电率放电（5～10C放电）、放电电压平稳上、安全上（不焚烧、不爆炸）、寿数上（循环次数）、对环境无污染上，它是最好的，是现在最好的大电流输出动力锂电池。

结构与作业原理：

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，由铝箔与电池正极衔接，中心是聚合物的隔阂，它把正极与负极离隔，但锂离子Li+能够经过而电子e-不能经过，右边是由碳（石墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的负极衔接。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+经过聚合物隔阂向负极搬迁；在放电过程中，负极中的锂离子Li+经过隔阂向正极搬迁。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回搬迁而命名的。

重要功能：

LiFePO4电池的标称电压是3.2V、停止充电电压是3.6V、停止放电压是2.0V。因为各个出产厂家选用的正、负极资料、电解质资料的质量及工艺不同，其功能上会有些差异。例如同一品种型（同一种封装的规范电池），其电池的容量有较大不同（10%～20%）。

磷酸铁锂动力锂电池重要功能列于表1。为了与其他可充电电池的相比较，也在表中列出其他品种可充电电池功能。这儿要阐明的是，不同厂出产的磷酸铁锂动力锂电池在各项功能参数上会有一些不同；另外，有一些电池功能未列入，如电池内阻、自放电率、充放电温度等。

表1磷酸铁锂动力锂电池重要功能参数

磷酸铁锂动力锂电池的容量有较大不同，能够分红三类：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。这儿再介绍一种现在应用较广的小型规范圆柱形封装的磷酸铁锂动力锂电池的参数。其外廓尺度：直径为18mm、高650mm（类型为18650），其参数功能如表2所示。

过放电到零电压实验：

选用STL18650（1100mAh）的磷酸铁锂动力锂电池做过放电到零电压实验。实验条件：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：一组寄存7天，另一组寄存30天；寄存到期后再用0.5C充电率充满，然后用1.0C放电。最后比较两种零电压寄存期不同的不同。

实验的结果是，零电压寄存7天后电池无泄漏，功能杰出，容量为100%；寄存30天后，无泄漏、功能杰出，容量为98%；寄存30天后的电池再做3次充放电循环，容量又康复到100%。

这实验阐明该电池即便呈现过放电（甚至到0V），并寄存必按时刻，电池也不泄漏、损坏。这是其他品种锂离子电池不具有的特性。