概述

电池安全性问题要重视

锂铁电池工作原理及性能特点

磷酸铁锂电池的特点

铁锂电池的放电特性及寿命

铁锂电池的应用及发展前景

锂铁电池的充电

概述

铁锂电池是锂电池家族中的一类电池,正极材料主要为磷酸铁锂材料.又简称为锂铁电池。

电池安全性问题要重视

铁锂电池，并非像网上有些朋友说的那样安全。一样会发生爆炸的危险。技术就要求实话实说，要有严谨性。

实验--

磷酸铁锂电池26650-3AH进行3C10V过充,结果电池发生爆炸。重复测试,.结果相近。

（注，该实验是对某未成形产品的实验，并且，述说人不能提高照片）

锂的化学性质非常活泼，很容易燃烧，当电池充放电时，电池内部持续升温，活化过程中所产生的气体膨胀，电池内压加大，压力达到一定程度，如外壳有伤痕，即会破裂，引起漏液、起火，甚至爆炸。 所以，大家使用时，一定要注意安全。

但是在正常的使用过程中，一般会使用电池管理系统对动力锂电池进行保护，所以几乎没有爆炸现象。但是对于手机电池，由于保护措施不到位，反而更容易发生爆炸。

锂铁电池工作原理及性能特点

铁锂电池的全名是磷酸铁锂锂离子电池，由于其性能特别适合于动力方面的应用，因而也有人叫它“锂铁动力电池”。（以下简称“锂铁电池”）

铁锂电池的工作原理（LiFePO4）

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，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，但锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过，右边是由碳（石墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的负极连接。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+通过聚合物隔膜向负极迁移；在放电过程中，负极中的锂离子Li+通过隔膜向正极迁移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。

LiFePO4电池主要性能

LiFePO4电池的标称电压是3.2 V、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V。由于各个生产厂家采用的正、负极材料、电解质材料的质量及工艺不同，其性能上会有些差异。例如同一种型号（同一种封装的标准电池），其电池的容量有较大差别（10%～20%）。

磷酸铁锂电池的特点

1、效率输出：标准放电为2～5C、连续高电流放电可达10C，瞬间脉冲放电（10S）可达20C；

2、温时性能良好：外部温度65℃时内部温度则高达95℃，电池放电结束时温度可达160℃。

3、电池的安全性，有一定的改善，但不彻底，还有危险性。

4、好的循环寿命，经500次循环，其放电容量仍大于95%；

5、放电到零伏也无损坏；

6、快速充电；

7、成本；

8、环境无污染。

铁锂电池的放电特性及寿命

磷酸铁锂动力电池（以下简称锂铁电池）作为铁电池的一种，一直受到业界朋友的广泛关注（也有人说锂铁电池其实就是锂离子电池的一种）。就铁电池而言，它可以分为高铁电池和铁锂电池，今天我们以型号为STL18650的铁锂电池为例，来具体说明一下铁锂的电池的放电特性及寿命。

STL18650的锂铁电池（容量为1100mAh）在不同的放电率时其放电特性如图2所示。最小的放电率为0.5C，最大的放电率为10C，五种不同的放电率形成一组放电曲线。由图1中可看出，不管哪一种放电率，其放电过程中电压是很平坦的（即放电电压平稳，基本保持不变），只有快到终止放电电压时，曲线才向下弯曲（放电量达到800mAh以后才出现向下弯曲）。在0.5～10C的放电率范围内，输出电压大部分在2.7～3.2V范围内变化。这说明该电池有很好的放电特性。

图1 STL18650的放电特性

容量为1000mAh的STL18650在不同的温度条件下（从-20～+40℃）的放电曲线如图2所示。如果在23℃时放电容量为100%，则在0℃时的放电容量降为78%，而在-20℃时降到65%，在+40℃放电时其放电容量略大于100%。

从图3中可看出，STL18650锂铁电池可以在-20℃下工作，但输出能量要降低35%左右。

图2 STL18650在多温度条件下的放电曲线

STL18650的充放电循环寿命曲线如图4所示。其充放电循环的条件是：以1C充电率充电，以2C放电率放电，历经570次充放电循环。从图3的特性曲线可看出，在经过570次充放电循环，其放电容量未变，说明该电池有很高的寿命。

图3 STL18650的充放电循环寿命曲线

过放电到零电压试验

采用STL18650（1100mAh）的锂铁动力电池做过放电到零电压试验。试验条件：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：一组存放7天，另一组存放30天；存放到期后再用0.5C充电率充满，然后用1.0C放电。最后比较两种零电压存放期不同的差别。

试验的结果是，零电压存放7天后电池无泄漏，性能良好，容量为100%；存放30天后，无泄漏、性能良好，容量为98%；存放30天后的电池再做3次充放电循环，容量又恢复到100%。

这试验说明该电池即使出现过放电（甚至到0V），并存放一定时间，电池也不泄漏、损坏。这是其他种类锂离子电池不具有的特性。

铁锂电池的应用及发展前景

铁锂电池作为一种新兴的电池技术，在业界引起了很大反响，而且由于锂铁电池有着众多优点，并且可以生产出各种不同容量的电池，很快得到广泛地应用。下面我们列举了一些它的主要应用领域，并通过一个典型实例说明它的优越性：

应用领域：

1 大型电动车辆：公交车、电动汽车、景点游览车及混合动力车等；

2 轻型电动车：电动自行车、高尔夫球车、小型平板电瓶车、铲车、清洁车、电动轮椅等；

3 电动工具：电钻、电锯、割草机等；

4 遥控汽车、船、飞机等玩具；

5 太阳能及风力发电的储能设备；

6 UPS及应急灯、警示灯及矿灯(安全性最好)；

7 替代照相机中3V的一次性锂电池及9V的镍镉或镍氢可充电电池（尺寸完全相同）；

8 小型医疗仪器设备及便携式仪器等。

这里举一个用铁锂动力电池替代铅酸电池的应用实例。采用36V/10Ah(360Wh)的铅酸电池，其重量12kg，充一次电可行走约50km，充电次数约100次，使用时间约1年。若采用锂铁动力电池，采用同样的360Wh能量（12个10Ah电池串联组成），其重量约4kg，充电一次可行走80km左右，充电次数可达1000次，使用寿命可达3～5年。虽然说锂铁动力电池的价格较铅酸电池高得多，但总的经济效果还是采用锂铁动力电池更好，并且在使用上更轻便。

铁锂电池是一种新型动力电池，由于其性能优良，受到各方面的重视。我国现在已有一些工厂生产锂铁电池正极材料及生产各种不同容量的铁锂l动力电池。不过，这种情况可望在2～3年内得到改变，锂铁动力电池将更便宜，并且其应用将更普遍，将是未来动力电池市场的主流。

锂铁电池的充电

一般使用恒压恒流充电法，当3.2V标称的锂铁电池的电压达到3.6V时应马上停止充电或者使用维持很小的充电电流。当锂电池的电压很低，如2V以下时，使用涓流充电可延长电池寿命。