如何给磷酸铁锂充电电池充电

[导读]磷酸铁锂 (LiFePO 4 ) 电池比锂离子电池更安全，可提供 5 到 100 AH 之间的各种大电池尺寸，循环寿命比传统电池长得多：圆柱形LiFePO 4 电池是所有系列中最热门的产品之一，它们具有许多强大的特性： · 高能量密度，270 至 340 Wh/L;这意味着工作时间长 · 稳定的放电电压 · 相同顺序的不同单元格之间的一致性好 · 循环寿命长，2000次剩余80%容量 · 快充，一小时内充满 · 安全耐高温性能

磷酸铁锂 (LiFePO 4 ) 电池比锂离子电池更安全，可提供 5 到 100 AH 之间的各种大电池尺寸，循环寿命比传统电池长得多：

圆柱形LiFePO 4 电池是所有系列中最热门的产品之一，它们具有许多强大的特性：

· 高能量密度，270 至 340 Wh/L;这意味着工作时间长

· 稳定的放电电压

· 相同顺序的不同单元格之间的一致性好

· 循环寿命长，2000次剩余80%容量

· 快充，一小时内充满

· 安全耐高温性能

磷酸铁锂是一种锂离子电池，因为能量以相同的方式存储，移动和存储锂离子而不是锂金属。这些电池和电池不仅具有高容量，而且可以提供高功率。大功率磷酸铁锂电池现已成为现实。它们可以用作蓄电池或电源。

此外，磷酸铁锂电池是有史以来寿命最长的电池之一。实验室的测试数据显示多达2000 次充电/放电循环。这是由于磷酸铁的晶体结构极其坚固，在充放电过程中锂离子的反复堆积和解包不会分解。

尽管含有钴酸锂 (LiCoO 2 ) 的小容量锂离子 (聚合物) 电池可提供最佳的质量能量密度和体积能量密度，但钴酸锂 (LiCoO 2 ) 对于大规模锂离子电池来说非常昂贵且不安全电池。最近，磷酸铁锂 (LiFePO 4 ) 已成为用于大容量和高功率应用的商用锂离子(和聚合物)电池材料的“最佳选择”，例如笔记本电脑、电动工具、轮椅、电子自行车、电动汽车和电动巴士。

LiFePO 4 电池具有混合特性：它与铅酸电池一样安全，与锂离子电池一样强大。含有磷酸铁锂 (LiFePO 4 )的大尺寸锂离子(和聚合物)电池的优点如下：

A. 常规充电

在常规锂离子充电过程中，含有磷酸铁锂(LiFePO 4)的常规锂离子电池需要两个步骤才能充满电：步骤1使用恒流(CC)达到约60%-70%的充电状态( SoC);步骤 2 发生在充电电压达到每节电池 3.65V 时，这是有效充电电压的上限。从恒流 (CC) 转向恒压 (CV) 意味着充电电流受限于电池在该电压下所能接受的电流，因此充电电流逐渐减小，就像通过电阻器充电的电容器将达到最终电压渐近。

为流程计时，步骤 1 (60%-70% SOC) 需要大约一到两个小时，步骤 2 (30%-40% SoC) 需要另外两个小时。

因为可以在不分解电解液的情况下对LiFePO 4 电池施加过电压，所以只需一步CC充电即可达到95%SoC或CC+CV充电即可达到100%SoC。这就像铅酸电池安全强制充电的方式。最短总充电时间约为两个小时。

LiCoO 2 电池具有非常窄的过充电容限，在每节电池充电电压平台 4.2V(也是充电电压的上限)上高出约 0.1V。连续充电超过 4.3V 会损坏电池性能，例如循环寿命，或者导致火灾或爆炸。

LiFePO 4 电池的过充电容限比每节电池 3.5V 的充电电压平台要宽得多，约为 0.7V。LiFePO 4 电池可以安全地过充电至每个电池 4.2 伏，但更高的电压将开始分解有机电解质。尽管如此，通常使用铅酸电池充电器为 12 伏 4 节串联电池组充电。这些充电器的最大电压，无论是交流供电，还是使用汽车的交流发电机，都是 14.4 伏。这工作正常，但铅酸充电器会将其电压降低到 13.8 伏以进行浮充电，因此通常会在 LiFePO 4电池组达到 100% 之前终止。为此，一种特殊的 LiFePO 4 充电器需要可靠地达到 100% 容量。

由于增加了安全系数，这些电池组更适合大容量和高功率应用。从大的过充电容限和安全性能来看，LiFePO 4 电池就像铅酸电池。

铅酸电池是一种含水系统。放电期间单节电池电压标称为 2V。铅是一种重金属;其比容量仅为44Ah/kg。相比之下，磷酸铁锂 (LiFePO 4 ) 电池是一种非水系系统，放电时的标称电压为 3.2V。其比容量大于145Ah/kg。因此，LiFePO 4电池的重量能量密度为130Wh/kg，是铅酸电池35Wh/kg的四倍。高四倍的密度使得 LiFePO 4 电池在技术应用中比铅酸电池更受重视。

LiFePO 4电池的大过充容限和自平衡特性可以简化电池保护和平衡电路板，降低其成本。一步充电过程允许使用更简单的传统电源为 LiFePO 4 电池充电，而不是使用昂贵的专业锂离子电池充电器。

E. 更长的循环寿命

与循环寿命为400次的LiCoO 2电池相比， LiFePO 4 电池的循环寿命延长至2000次。

F. 高温性能

LiCoO 2 电池在高温下工作是有害的，例如 60 o C。然而，LiFePO 4 电池在高温下工作得更好，由于锂离子电导率更高，容量增加了 10%。

磷酸铁锂电池主要优点：

· 与镍基可充电电池(与其他锂离子电池不同)一样，LiFePO 4 电池具有非常恒定的放电电压。放电期间电压保持接近 3.2V，直到电池耗尽。

· 这使得电池在放电之前几乎可以提供全功率。

· 它可以大大简化甚至消除对电压调节电路的需要。

· 磷酸铁锂电池在处理不当的情况下(尤其是在充电期间)更难点燃，尽管任何完全充电的电池只能以热量的形式散发过充电能量。

因此，电池因误用而发生故障的可能性仍然存在。人们普遍认为 LiFePO 4 电池在高温下不会分解。

· 与 LiCoO 2 钴或 LiMn2O4 锰等锂离子电池化学成分相比，LiFePO 4电池的容量损失速度更慢(或日历寿命更长)。