磷酸铁锂——动力锂离子电池的材料

磷酸铁锂——动力锂离子电池的材料

目前，我国小容量锂电池——如手机电池、笔记本电脑电池等的生产已基本趋于饱和，但是大容量的动力锂离子电池却依然没有进入市场。电动车及大型移动电源应用领域仍是铅酸体系电池占据着主导地位。锂离子电池自问世以来一直以钴酸锂、锰酸锂正极材料为主导，钴酸锂及锰酸锂材料由于自身安全性差，循环寿命短、价格昂贵等缺点，都不能真正适用锂离子动力电池产业需要。新一代锂电正极材料磷酸铁锂逐步粉墨登场后，真正为大容量锂动力电池的发展和更新展现了广阔空间，开辟了新天地。锂电池取代铅酸、镍氢等电池体系的局面将成为电池产业发展的必然趋势。

锂离子电池正极材料的优劣，大致可以从以下几个方面进行评估：

（1）正极材料应有较高的电极电位，使电池有较高的输出电压；

（2）锂离子能够在正极材料中大量的可逆地嵌入和脱嵌，以使电池有高的容量；

（3）在锂离子嵌入/脱嵌过程中，正极材料的结构应尽可能不发生变化或小发生变化，以保证电池良好的循环性能；

（4）正极的氧化还原电位在锂离子的嵌入/脱嵌过程中变化应尽可能小，使电池的电压不会发生显著变化，以保证电池平稳地充电和放电；

（5）正极材料在锂离子的嵌入/脱嵌过程中材料结构不发生塌陷，使电池的电压不会发生显著变化，以保证电池安全性；

（6）正极材料应有较高的电导率，能使电池大电流地充电和放电；

（7）正极不与电解质等发生化学反应；

（8）锂离子在电极材料中应有较大的扩散系数，便于电池快速充电和放电；

（9）价格便宜，对环境无污染。事实上，动力锂离子电池最需要关注的应是其安全性能的问题。磷酸铁锂电池正极材料在上述的九项评判标准中，除了6、8项指标不高外，其它各项指标均为正极材料中最好的，尤其是安全性能可靠与循环寿命长更是其它材料所无与伦比的，这也正是衡量动力电池性能最重要的技术指标。而今仅存的问题就是怎样用磷酸铁锂正极材料做出大容量锂离子电池，即谁先占据磷酸铁锂锂离子动力电池市场，谁将有望成为动力电池市场的领导者。

科技进步推动电动车用电池产品升级

新的产业会在一定程度上促进经济结构的改变，新的高科技产品出现同样会带来行业新气象。电动自行车作为节能、便捷的新型交通工具，已逐渐被消费者认可，，并且蕴藏着巨大的市场空间，据中国自行车协会透露，2005年我国电动车保有量已经超过1500万辆，中国电动车业有了跨越式发展。但是，在发展的同时社会仍然还存在诸多的疑问，比如说路权问题、安全问题、环保问题等，随着交通行业的发展、国家政策的引导，目前路权问题已逐步得到解决，而安全问题、环保问题仍然摆在整个行业面前。目前国内市场电动车配备的电池依然主要是铅酸电池，随着人么生活水平的提高，安全、环保意识也有了很大提高，铅酸电池高污染的弊病，过去通过各媒体多途径的报道已广为人知，所以包括政府在内的多方面都对这个问题存在很大的疑惑。但对于铅酸电池的二次污染，整个行业的人士包括技术工作者并非无动于衷，而是多方努力来解决这个问题，一方面他们对现有产品进行改进，一方面加大力量研发替代产品。比如，一些著名的科研机构开发出了“铅酸蓄电池超级复原”、免维护等各种技术，就是希望通过各种方式减少对环境污染所带来的诸多压力，目前通过一整套系统的建立，这种产品的安全和环保问题已经得到很好的解决，也使传统的铅酸蓄电池焕发出了新的生命力。但显然这只能作为权宜之计，难以从根本上改变电池污染问题，而且业内不少不负责任的厂商使用一些劣质产品，使行业蒙受了阴影。据有关人士称，2004、2005年电动诉讼案中，对电池起诉的占到了八成，人们的呼声、社会的雪球、市场的极缺现象，注定要有一种新型的产品来替代铅酸电池，但是社会对这种新的产品要求很苛刻，必须具备高寿命、高安全、高环保以及消费者能够接受的合理价格。目前已经出现了一些新的可替代的产品，但是与传统的铅酸蓄电池相比还是存在这样或那样的问题，其中比较有前途的是锂电池，不过由于材料成本的关系其价格相对比较高，安全性也需要进一步提高。为了解决锂电池的问题，通过有志之士的多方研究，终于发现了“磷酸铁锂”这种材料具有高寿命、高安全、高环保的特性，这种材料的发现给了电动车的进一步推广带来了生机，一时间国内的众多科研机构预言“它”将成为未来铅酸电池的替代品，不过材料虽然发现了但是仍然存在着一些技术上的难题，所以目前很多企业都在努力研究，希望解决磷酸铁锂电池所存在的问题。近日有消息称，山东海霸通讯设备有点公司的科研人员历经三年的攻关，已经基本解决了磷酸铁锂所遗留的技术难题，并实现了磷酸铁锂电池的规模化生产，2000次循环充电衰退率保持再产品信息刚刚发布20%以内，产品信息刚刚发布，就受到了社会的广泛关注并引起了合作商的极大兴趣，这无疑对于国内电动车行业的产品升级会产生促进作用。

动力磷酸铁锂电池的屏障————动力锂电池管理系统

目前，我国大部分动力电池为铅酸电池，铅酸电池具有容量小、体积大、污染大等缺点，所以磷酸铁锂电池将成为锂动力电池发展的一个新趋势，与此同时，研究磷酸铁锂电池保护电路亦为一个主要的发展方向。众所周知，动力电池组是由多块单体电池串联而成，但实际上每个电池之间的参数及个体性能存在微小差异，这就要求我们在进行充放电时，必须保持电池组中各串联单体电池电压之间的自动平衡，否则会影响电池组中单个电池的寿命。我们本着对动力锂电池质量负责的原则，使客户在使用该类电池组时，能拥有较高的性价比，山东海霸研发了该类电池组保护板。

前大部分动力电池组（包括国外部分动力电池组生产厂家）均没有在产品的基础上增加保护电路功能，动力电池使用寿命短，造成财力和人力的极大浪费。鉴于电池保护问题严重影响动力电池市场前景，山东海霸通讯设备有限公司研究院的全体同志经过长时间的调研，终于研发出锂离子动力电池保护板，且目前此产品在我公司试验效果良好，并希望逐渐得到国内同行业及动力电池组使用客户的认可。关于动力锂电池保护板的功能，大致可以总结为以下几个方面：

1、保护板具有过充电压保护功能，单块锂电池的最高限制电压设置为4.2V，当充电电压达到此值时，电路板限制充电，并有各个单体电池的指示灯显示；

2、保护板具有过放电压保护功能，动力电池进行工作时消耗电能，使电池电压降低，如果超过它的范围，将对电池的寿命造成影响。单块锂电池的欠压保护值设定为2.0V，当低于该值时，保护板对电池进行保护，使锂电池组自动停止工作。

3、该保护板具有过流保护功能，当工作电流超过额定值时，锂电池保护板发出信号，使锂电池组停止工作。

4、该保护板具有短路保护功能，当外部由于各种原因造成短路时，锂电池保护板对锂电池组进行保护，防止对锂电池组造成损坏。

5、该保护板具有温度保护功能，当电池工作温度超过额定值时，通过该线路板停止锂电池组的工作，以免发生意外，从而对电池组及用户起到保护的作用。

我公司研发的锂电池保护板是根据我国锂电池发展的方向进行研发的，通过大量实验证明，此产品对锂电池的各类保护非常完善，很好的起到了保护的功能。且在设计该锂电池保护板的过程中，我们参阅大量的国内外资料，认真分析国外大量的集成电路设备，选取适合我国实际情况的电子元件，最终经科技人员的共同努力研发出该产品。我们深信，伴随着我国锂电池行业的发展，越来越多的兄弟企业会对锂电池的电路保护进行重视。并希望能通过该篇短文的介绍，使国内电动动力电池行业对锂电池保护板具有一个新的认识与了解，也对我们的科研能力和产品质量具有更进一步的认可，亦希望通过该文使客户对山东海霸磷酸铁锂动力电池及动力电池的保护电路技术更进一步了解。磷酸铁锂动力电池本身具有非常高的产品性价比，再加之我们所研发的高质量磷酸铁锂电池组保护板，相信磷酸铁锂动力电池将会成为国内外客户的一个明智选择，也一定会在国内外具有广阔的市场前景。