當(dāng)我們?yōu)殡娮釉O(shè)備設(shè)計(jì)配套電池的時(shí)候,是需要考慮到很多因素的,尤其是在某些會(huì)影響到操作人員生命安全的裝備裝置。設(shè)計(jì)者在電池化學(xué)成分、尺寸、功耗、成 本和安全性方面有諸多考量,我們的首要目標(biāo)是考慮使用者的需求,基于這些選擇在可以接受的成本范圍內(nèi),并可保證電池性能需求這才是一個(gè)合格的生產(chǎn)制造過 程。
傳統(tǒng)的鋰離子電池是由過度金屬氧化物作為正極材料,如鋰-鈷氧化物或者鋰鎳鈷鋁氧化物。磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池是采用磷酸鐵鋰材料作為正極對(duì)可充電鋰離子電池進(jìn)行充電。這種低成本的礦物質(zhì)通過自然的化學(xué)反應(yīng)卻提供了優(yōu)良的熱穩(wěn)定性能,充電時(shí)間快,循環(huán)壽命長(zhǎng),但因?yàn)樗墓ぷ麟妷旱陀跇?biāo)準(zhǔn)的鋰離子元素,因此有一些能量損耗。首次將磷酸鐵鋰材料用于鋰離子電池制 作是在1997年古德羅博士發(fā)明的,并已申請(qǐng)其專利.磷酸鐵鋰被研究用于各種應(yīng)用領(lǐng)域,包括電網(wǎng)穩(wěn)定、電動(dòng)工具、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車、激光、海軍作戰(zhàn)飛機(jī)及 直升機(jī)。使用磷酸鐵鋰替代標(biāo)準(zhǔn)的鋰離子(金屬氧化物陰極材料)缺點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)都分為明顯,怎樣為應(yīng)用做出最佳的選擇呢?這一切都?xì)w結(jié)到你想要達(dá)到何種性能,安全性和花多少成本。
像對(duì)其他任何事情權(quán)衡利弊一樣,當(dāng)和傳統(tǒng)的鋰離子金屬氧化物對(duì)比時(shí)磷酸鐵化學(xué)性有著它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),比如相對(duì)體積下重量更輕能量更足,在高溫環(huán)境下化學(xué)性能 穩(wěn)定,存儲(chǔ)安全(比鉛酸、鎳鎘或鎳氫效果更好),但在低溫下表現(xiàn)較差。有趣的是,磷酸鐵的平坦的電壓性能曲線在設(shè)計(jì)師看來既是它的優(yōu)勢(shì),又是它的劣勢(shì)。正 面來講,電芯提供穩(wěn)定的能源傳輸功率,超過80%的國家主管(SOC)和完全充放電對(duì)其性能影響是微乎其微的。如果在一個(gè)電壓低的環(huán)境,這種能量可以唄最 大化有效的利用,但是由于電池電壓的SOC指標(biāo)在鋰離子金屬氧化物有能量剩余,如果設(shè)置可控的磷酸鐵鋰電池,這電路無疑會(huì)復(fù)雜很多。
盡管磷酸鐵技術(shù)有一些明顯的缺點(diǎn)科學(xué)家扔對(duì)它報(bào)以希望進(jìn)行研究和開發(fā),以攻克或者避免這些缺陷,因此一些電池制造企業(yè)已經(jīng)開發(fā)出爭(zhēng)對(duì)磷酸鐵鋰技術(shù) 的能量重放標(biāo)準(zhǔn),提高其利用效率。例如,超磷酸鹽是Saft公司正在申請(qǐng)的專利,是基于磷酸鐵化學(xué)物質(zhì)的安全性,功率及容量。磷酸鐵鹽電芯含有saft公 司標(biāo)準(zhǔn)鋰離子化學(xué)使用鋰鎳鈷鋁氧化物的電芯相同,所以絕大多數(shù)應(yīng)用而言,超級(jí)-磷酸鹽是可與傳統(tǒng)鋰離子或鋰-磷酸鐵體系相互轉(zhuǎn)換的。
超級(jí)-磷酸鐵鹽技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的磷酸鐵鋰電池相比,具有可靠的安全性,循環(huán)壽命長(zhǎng),更長(zhǎng)的使用壽命、更廣的工作溫度范圍,包括優(yōu)越的低溫環(huán)境性能。此外,該電芯具有抵抗濫用的較高性能并能安全穩(wěn)定的進(jìn)行浮動(dòng)電壓條件下的回流充電。