磷酸铁锂电池PPT课件
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磷酸铁锂电池ppt课件
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%）。
磷酸铁锂动力电池主要性能列于表1。为了与其他可充电电池的相比较，也在表中列出
其他种类可充电电池性能。这里要说明的是，不同工厂生产的磷酸铁锂动力电池在各项性
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小型磷酸铁锂动力电池
小型磷酸铁锂动力电池是标准的，有圆柱形及长 方形。如圆柱型的型号有18650、26650等。型号中 前两位是表示直径，后两位或三位表示高度（单位 为mm），即18650的尺寸的直径为18，高度为65。 长方形的型号有103450R、183665R等。其前两位是 电池的厚度、中间两位是电池的宽度，后两位是电 池的长度（单位为mm）。电池生产工厂往往在型 号前加三个英文字母作厂标，例如型号为 ×××18650。
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Gas gauge 或 fuel gauge，原义是指机动车 等油量计量表，这里引申到电池电量的计 量中，取形象意义，表示给用户汇报电池 的可用容量、剩余容量百分比、温度及可 运行时间等信息。电量计IC起的即是这种 作用。
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电池均衡是指对串联电池包中不同的电池 （或电池组）采用差分电流。串联电池包 中每个电池的电流通常是一样的，因此必 须给电池包增加额外的元件和电路来实现 电池的均衡。只有当电池是串联的，并且 串联电池大于或等于三级时才会考虑电池 的均衡问题。
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。
图1 LiFePO4电池内部结构
3
磷酸铁锂材料介绍-PPT课件
设备和工艺简单
制备条件易于控制，便于实现工业化
缺点：
物相不均匀，形貌不规则
晶体颗粒粒度分布范围较窄，且煅烧时间长
制备过程需保护气氛，使成本增加
江苏楚汉新能源科技有限公司
热炭还原法 Fe2O3
高温焙烧
Li2CO3，C (NH4)2HPO4
主要反应为：
LFP
江苏楚汉新能源科技有限公司
高温焙烧
苍灰色沉淀
LFP
FeSO4· 7H2O
特点：
产物颗粒均匀、纯度高，化学组成形貌和颗粒度 容易控制。但是反应后需要沉淀、过滤、洗涤等，工 艺过程较长。
江苏楚汉新能源科技有限公司
微波法 LiOH· H2O FeC2O4· 2H2O (NH4)2HPO4· H2 O
微波炉
LFP
特点：
反应时间短，能耗低，颗粒均匀等优点。但是产 物的颗粒度常在微米级以上，且形貌较差。
径向模型
江苏楚汉新能源科技有限公司
马赛克模型
江苏楚汉新能源科技有限公司
四、LFP理论容量计算
计算公式 C=(e*N*n*1000)/(t*M)
其中e=1.602*10-19c，N=6.02*1023 个/mol，n是化合 价的变化，M是摩尔质量(LFP为157.76)。 F是法拉第常数(96500c/mol)，F=e*N
Fe2+易被氧化为Fe3+，产生Li3Fe2(PO4)3或LiFe(P2O7)杂质 高温合成时粒径均匀性较差，振实密度低 LFP电导率低，在室温下约为10-8S· cm-1，而LiCoO2约为 10-3S· cm-1，LiMn2O4约为10-5S· cm-1
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金属和金属氧化物杂质
制备条件易于控制，便于实现工业化
缺点：
物相不均匀，形貌不规则
晶体颗粒粒度分布范围较窄，且煅烧时间长
制备过程需保护气氛，使成本增加
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热炭还原法 Fe2O3
高温焙烧
Li2CO3，C (NH4)2HPO4
主要反应为：
LFP
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高温焙烧
苍灰色沉淀
LFP
FeSO4· 7H2O
特点：
产物颗粒均匀、纯度高，化学组成形貌和颗粒度 容易控制。但是反应后需要沉淀、过滤、洗涤等，工 艺过程较长。
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微波法 LiOH· H2O FeC2O4· 2H2O (NH4)2HPO4· H2 O
微波炉
LFP
特点：
反应时间短，能耗低，颗粒均匀等优点。但是产 物的颗粒度常在微米级以上，且形貌较差。
径向模型
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马赛克模型
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四、LFP理论容量计算
计算公式 C=(e*N*n*1000)/(t*M)
其中e=1.602*10-19c，N=6.02*1023 个/mol，n是化合 价的变化，M是摩尔质量(LFP为157.76)。 F是法拉第常数(96500c/mol)，F=e*N
Fe2+易被氧化为Fe3+，产生Li3Fe2(PO4)3或LiFe(P2O7)杂质 高温合成时粒径均匀性较差，振实密度低 LFP电导率低，在室温下约为10-8S· cm-1，而LiCoO2约为 10-3S· cm-1，LiMn2O4约为10-5S· cm-1
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金属和金属氧化物杂质
磷酸铁锂电池特性报告(课堂PPT)
200
3.21
205
3.22
3.23
3.24
3.25
3.25
3 3.02 3.04 3.06 3.08 3.1 3.11 3.14 3.16 3.17 3.18 3.2 3.21 3.22 3.26 3.27 3.29 3.3
恒流1C 时间/s
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
流充放电后会出现明显的极化现象。随着时间推移，内部极化消除，显现出真实电 压，可以通过小电流充放电缓解此现象。
电极极化产生的原因有两点，一是由于电极产生电化学反应时，由于电极反应使
得电极附近的锂离子浓度与电解液中的锂离子浓度产生较大差异，二十由于电子的 流动速度大于离子的反应速度，使得，电极电子的变化与锂离子的变化不同步，这 两个原因使得电极产生极化，无论是充电还是放电，都使得阳极电位升高，阴极电 位下降，因此充电后放置一段时间电压会下降，放电后点后放置一段时间电压会上 升，这是由于电极附近的锂离子浓度与溶液中的锂离子浓度平衡，电极电位极化消 失。
磷酸铁锂电池属于锂离子二次电池，一个主要用 途是用作动力电池，相对NI-MH、Ni-Cd电池有很 大优势。
磷酸铁锂电池充放电效率较高，倍率放电情况下 充放电效率可达90%以上。而铅酸电池约为80%。
2020/6/22
2
◎工作原理
LiFePO4电池的内部结构如图所示。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。
派能磷酸铁锂备电系统介绍v1 PPT资料共50页
“当今企业的竞争，是商业模式的竞争”-- 德鲁克
集成研发
组合生产
正极材料 电池
自建自产
上海新能源基地
•Y2019
350吨
•Y2019-2019 1050吨
•Y2019-2019 1750吨
自建自产 选址待定 •Y2019 •Y2019-2019 •Y2019-2019
1000万Ah 6000万Ah
1.5亿Ah
通信功能通信功能 告警和无保损护均衡功能
Pylontech BMS
告警和保护 电量管理系统
Pylon Technologies Confidential Proprietary
主要功能
BMS——通信功能：LED状态指示：数据信息实时采集:数据信息上传，
级联通信数据传输,系统在线升级,日志、统计信息记录. 支持通过中兴、华为等厂家的通信设备网管查询电池状态（采用国标通 信协议）。
磷酸铁锂电池寿命不受浅充浅放影响，循 环次数大于2000次，使用寿命长达10年.
铅酸电池 在常温25℃下循环400次，容量 只剩余60%
Pylon Technologies Confidential Proprietary
能量密度 高低温性能 循环寿命 安全性 大电流输出
环保性
项目
过充 过放 短路 热冲击 重物冲击
BMS-告警、保护功能:过充保护,过压告警和保护,过放告警和保护,
过流告警和保护,过温告警和保护,短路告警和保护
BMS-电量管理功能 BMS-无损均衡功能
Pylon Technologies Confidential Proprietary
磷酸铁锂电池——让我们告别铅酸时代 运营商的铁锂革命 领先的磷酸铁锂备电解决方案提供商
集成研发
组合生产
正极材料 电池
自建自产
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•Y2019
350吨
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Pylon Technologies Confidential Proprietary
主要功能
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级联通信数据传输,系统在线升级,日志、统计信息记录. 支持通过中兴、华为等厂家的通信设备网管查询电池状态（采用国标通 信协议）。
磷酸铁锂电池寿命不受浅充浅放影响，循 环次数大于2000次，使用寿命长达10年.
铅酸电池 在常温25℃下循环400次，容量 只剩余60%
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能量密度 高低温性能 循环寿命 安全性 大电流输出
环保性
项目
过充 过放 短路 热冲击 重物冲击
BMS-告警、保护功能:过充保护,过压告警和保护,过放告警和保护,
过流告警和保护,过温告警和保护,短路告警和保护
BMS-电量管理功能 BMS-无损均衡功能
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磷酸铁锂电池——让我们告别铅酸时代 运营商的铁锂革命 领先的磷酸铁锂备电解决方案提供商
磷酸铁锂的制备29页PPT
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
磷酸铁锂的备
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
梯级磷酸铁锂电池应用技术31页PPT
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
பைடு நூலகம்
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
梯级磷酸铁锂电池应用技术
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
பைடு நூலகம்
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
梯级磷酸铁锂电池应用技术
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
梯级磷酸铁锂电池应用技术31页PPT
乌申斯基
谢谢！
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
梯级磷酸铁锂电池应用 技术
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
谢谢！
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
梯级磷酸铁锂电池应用 技术
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
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子电池应是最便宜的。它的另一个特点是对环境无污染。
2
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。
图3 STL18650在多温度条件下的放电曲线
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18650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4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4 18650的充放电循环寿命曲线
9
通过上述介绍，LiFePO4电池可归纳下述特点。 1.高效率输出：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.高温时性能良好：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℃，电池的结构安全、完好； 3.即使电池内部或外部受到伤害，电池不燃烧、不爆炸、安全 性最好； 4.极好的循环寿命，经500次循环，其放电容量仍大于95%； 5.过放电到零伏也无损坏； 6.可快速充电； 7.低成本； 8.对环境无污染。
能参数上会有一些差别；另外，有一些电池性能未列入，如电池内阻、自放电率、充放电
温度等。
4
磷酸铁锂动力电池的容
量有较大差别，可以分成三
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。这里再介绍一种目前应
用较广的小型标准圆柱形封
装的磷酸铁锂动力电池的参
数。其外廓尺寸：直径为
18mm、高650mm（型号为
18650），其参数性能如表2
所示。
5
典型的放电特性及寿命 一种型号为18650的磷酸铁锂动力电池（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2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），达到截止 电平。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。
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。
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。
图1 LiFePO4电池内部结构
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二. 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
8
过放电到零电压试验 采用18650（1100mAh）的磷酸铁锂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18650电池充 满，然后用1.0C放电率放电到电池电压为0V。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。
新型磷酸铁锂电电池
——
1
一.磷酸铁锂电池的结构与原理
磷酸铁锂电池的全名应是磷酸铁锂锂离子电池，这名字太长，简称为
磷酸铁锂电池。由于它的性能特别适于作动力方面的应用，则在名称中加
入“动力”两字，即磷酸铁锂动力电池。也有人把它称为“锂铁（LiFe）
动力电池”。2002年后则推出磷酸铁锂动力电池。
锂离子电池内部主要由正极、负极、电解质及隔膜组成。正、负极及
电解质材料不同及工艺上的差异使电池有不同的性能，并且有不同的名称。
目前市场上的锂离子电池正极材料主要是氧用氧化锰锂(LiMn2O4)及氧化镍锂(LiNiO2)作正极材料的锂离子电池，
一般将后两种正极材料的锂离子电池称为“锂锰电池”及“锂镍电池”。
新开发的磷酸铁锂动力电池是用磷酸铁锂（LiFePO4）材料作电池正极的锂
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%）。
磷酸铁锂动力电池主要性能列于表1。为了与其他可充电电池的相比较，也在表中列出
其他种类可充电电池性能。这里要说明的是，不同工厂生产的磷酸铁锂动力电池在各项性
图2 STL18650的放电特性
6
使用时间与温度的关系 容量为1000mAh的18650在不同的温度条件下（从-20～+40℃）的放电曲线如
图3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，18650磷酸铁锂电池可以在-20℃下工作，但输出能量要降低35%左 右。
离子电池，它是锂离子电池家族的新成员。
目前用作锂离子电池的正极材料主要有：LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2及
LiFePO4。这些组成电池正极材料的金属元素中，钴（Co）最贵，并且存储
量不多，镍（Ni）、锰（Mn）较便宜，而铁（Fe）最便宜。正极材料的价
格也与这些金属的价格行情一致。因此，采用LiFePO4正极材料做成的锂离
10
三. LiFePO4电池的应用
磷酸铁锂动力电池的应用 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。 磷酸铁锂动力电池替代铅酸电池的应用实例