一、磷酸铁锂电池概述
磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。磷酸铁锂电池具有安全性高、循环寿命长、倍率放电、耐高温等优点，被认为是新一代锂电池。
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钜大锂电可为客户提供电芯、BMS（电源管理系统）、结构一体化的电池定制方案，以满足客户个性化的电源需求。
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磷酸铁锂电池特点
1、安全性能好，穿刺不爆炸，过充时不燃烧不爆炸；
2、循环寿命好，经500次循环，其放电容量仍大于95%；
3、高温性能好，工作温度范围-20℃至70℃；
4、振实密度高，同等条件下容量更高；
5、可以实现1C-5C快速充电能力，大大缩短充电时间；
二、磷酸铁锂电池应用
?动力设备
磷酸铁锂电池由于其在安全性、成本低等优点广泛应用于AGV/RGV车、物流车、低速电动车、机器人等动力设备。
?启动电源
启动型磷酸铁锂电池除具备动力锂电池特性外，还具备瞬间大功率输出能力，可以作为大功率启动电源，广泛应用于医疗设备启动、特种电源等领域。
?储能领域
磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应、绿色环保等一系列独特优点， 并且支持无级扩展， 适合于大规模电能储存， 在可再生能源发电站发电安全并网、电网调峰、分布式电站、UPS电源、应急电源系统等领域有着良好的应用前景。
?特种设备
磷酸铁锂电池因其良好的循环使用寿命、安全性、低温性能等优势，在特种领域也得到的广泛的应用。东莞市钜大电子有限公司已研发出包括-45℃特种超低温电池等特种产品。
第二种
（1）储能设备：磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应、绿色环保等一系列独特优点， 并且支持无级扩展， 适合于大规模电能储存， 在可再生能源发电站发电安全并网、电网调峰、分布式电站、UPS电源、应急电源系统等领域有着良好的应用前景。
（2）电动工具类：高功率电动工具（无线） ；电锤、电钻、除草机等设备。
（3）轻型电动车辆：电动机车, 电动自行车, 休闲车, 高尔夫球车, 电动推高机, 清洁车 ；混合动力汽车（HEV），近期2－3年的目标，叉车、铲车等动力电源。
（4）医疗设备：电动轮椅车，电动代步车；
（5）电动玩具：遥控电动飞机、车、船等设备；
（6）启动电源：汽车、摩托车、铁路内燃机车、电力机车、客车等车辆起动电源。
（7）固定型电源：主要用于通讯、移动基站、电信、铁路运输、电力、金融、发电厂、计算机系统作为保护、自动控制设备备用电源。
三、磷酸铁锂电池推荐品牌
?宁德时代CATL
?比亚迪IT
?力神LISHEN
?国轩
?比克BAK
?钜大LARGE
四. LiFePO4 Voltage & Capacity
1.磷酸铁锂电池电压
单体磷酸铁锂电池电压
单体磷酸铁锂电池的标称电压3.2V，充电电压3.6V，放电截止电压2.0V。
磷酸铁锂电池组电压
?12V LiFePO4 Battery
12V磷酸铁锂电池是将4节磷酸铁锂电芯串联在一起组合而成的电池组。
?24V LiFePO4 Battery
24V磷酸铁锂电池组通过DC-DC降压模块，将常规的7节磷酸铁锂电芯串联成的锂电池组转换为稳压输出的电池组，以满足设备工作要求。
?36V LiFePO4 Battery
36V磷酸铁锂电池组通过DC-DC降压模块，将常规的10节磷酸铁锂电芯串联成的锂电池组转换为稳压输出的电池组，以满足设备工作要求。
?48V LiFePO4 Battery
48V磷酸铁锂电池包专为高可靠性、长寿命和耐久性等需求而设计。可应用于不同级别的系统中，是由单个电芯到多个电芯组成的电池模块，再到由传感器和开关、软件、通信接口和电池管理系统共同组成的完整的电池箱。
2.磷酸铁锂电池容量
单体磷酸铁锂电池容量通常为1200mAh-3000mAh，常见容量为2200mAh-3600mAh。
磷酸铁锂电池组的容量是根据并联在一起的电池的容量确定，一般是根据用电设备的具体要求来确定，磷酸铁锂电芯并联的越多，容量越大。根据物理学公式：并联电路中：I总=I1+I2+I3。
常见的容量有10ah,20ah,40ah,50ah,100ah, 200ah, 400ah等。
五、磷酸铁锂电池优点
?安全性能好
磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固，难以分解，即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质，因此拥有良好的安全性。
?寿命长
磷酸铁锂电池1C循环寿命普遍达2000次， 甚至达到3500次以上， 而对于储能市场要求达到4000-5000次以上，高于其他种类锂电池。
?高温性能好
磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。工作温度范围宽广（-20C--+75C），高温(60℃)情况下仍有100%容量。
?环保
磷酸铁锂材料一般被认为是不含任何重金属与稀有金属（镍氢电池需稀有金属），无毒（SGS认证通过），无污染，符合欧洲RoHS规定，为绝对的绿色环保电池证。
六. LiFePO4 Battery Vs Lithium Ion
一般锂离子电池锂离子动力电池磷酸铁锂动力电池镍氢电池单位或测试条件
标准电压3.6或3.73.6或3.73.21.2V
工作电压范围3.0-4.23.0-4.23.0-3.31.0-1.4V
单位质量容量18013013080mAh/g
单位体积能量280~300220~240220~240200~220Wh/L
最佳充电率0.2~0.50.5~1.00.5~1.50.2~0.5C
工作放电率1220.5C
最大放电率1.55102C
瞬同大电流脉中210203C(10s)
循环寿命放电100次
容量60%放电300次
容量85%放电500次
容量>95%放电50次
容量<50%1C 充电
2C 放电
大电流放电池时循环寿命放电300次
容量60%放电300次
容量>80%放电10次
容量<50%1C 充电
5C 放电
安全性能一般一般很好好
七、磷酸铁锂电池和三元锂电池
充电电流(Ah)恒流容量(Ah)总容量(Ah)恒流容量/总容量
7.58.218.6295.24%
37.57.178.5484.01%
756.428.5874.82%
112.55.658.665.71%
1504.558.6252.75%
磷酸铁锂材料电池
充电电流(Ah)恒流容量(Ah)总容量(Ah)恒流容量/总容量t
6.56.526.2590.00%
32.55.917.2381.64%
655.437.2674.71%
97.53.517.2948.11%
1300.747.3110.08%
八、LiFePO4 Battery Charger
磷酸铁锂电池充电器要求：
?磷酸铁锂电池组的充电器与普通锂电池是不同的。磷酸铁锂电池组充电的时候，是平衡充电板接的排线，一般是从两端直接串联整体充电，充电器电压是大于电池组电压的。
?磷酸铁锂电池的充电建议使用CCCV充电方式，即先恒流后恒压。恒流建议0.3C。恒压建议3.65.即恒流过程中0.3C电流充，当电池电压到达3.65V后，采用3.65V电压恒压充电，当充电电流低于0.1C（或0.05C）时停止充电，即电池已经充满。
?充电时，充电器最好是选择原厂的专用充电器，否则会影响或损磷酸铁锂电池。
?避免在过高温度下充电，充电温度应该低于35℃。
?一般磷酸锂铁电池充电上限电压3.7~4V，放电下限电压2~2.5V，综合考虑放电容量、放电中值电压、充电时间、恒流容量百分比、安全性这5个方面，采用恒流恒压的充电方案，对于磷酸铁锂电池组，充电限制电压设定在3.55～3.70V较合理，推荐值为3.60～3.65V，放电下限电压2.2V~2.5V。
charging LiFePO4 batteries with solar
用太阳能给磷酸铁锂电池充电，是通过半导体PN结的“光生伏特”效应，是指太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结内建电场的作用下，光生空穴流向p区，光生电子流向n区，接通电路后就产生电流。
charging LiFePO4 with alternator
智能充电机充电方式不仅能够解决磷酸铁锂电池组充电机充电不均衡问题，也能最大限度地保证电池组充电机充电安全性，延长磷酸铁锂电池组使用寿命，保证其使用安全性。
在整个充电机充电过程中，BMS系统主要针对磷酸铁锂电池组进行电池电压、电流信号的监测和温度、连接状态等的检测；充电机充电机中的智能管理系统针对充电机充电设备的输出模式进行实时监控。BMS系统与充电机充电设备智能管理系统实现智能通讯，进行电池组与充电机充电设备状态的实时模式比对，为电池组选择最优的充电机充电模式。
充电机充电过程中，按照最大允许充电机充电量对磷酸铁锂电池组进行充电机充电。充分利用BMS的能量管理模块，对电池组单体进行充电机充电均衡控制，保证单体参数一致性。同时在充电机充电过程中，需要对SOC值进行周期性(检测周期根据电池荷电量的增加梯度制定)检测。
智能充电机充电方式不仅能够解决磷酸铁锂电池组充电机充电不均衡问题，也能最大限度地保证电池组充电机充电安全性，延长磷酸铁锂电池组使用寿命，保证其使用安全性。
交流发电机工作原理
九、磷酸铁锂电池结构和工作原理
1.磷酸铁锂电池结构
磷酸铁锂电池内部结构图
由图所示，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。
2.磷酸铁锂电池工作原理
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。
十、磷酸铁锂电池循环寿命及影响因素
1.磷酸铁锂电池循环寿命
?磷酸铁锂电池常温环境下使用
小电流充放电
在这一领域应用上磷酸铁锂电池正常使用的话，基本都是2000次以上的循环寿命；小型锂电池厂商，质量稍次一点的也有1000次以上的循环寿命；
高倍率稳定充放电使用
高倍率放电的应用，大多数是动力型锂电池，多数是应用在给电机提供动力的应用上。由于磷酸铁锂电池多数在高负荷状态下运行，加快了电池材料衰减时间，循环寿命也在800次左右。
高倍率不稳定充放电使用
这种情况下使用的磷酸铁锂电池，寿命会更短，只有300次左右。
?磷酸铁锂电池低温环境下使用
低温环境下对磷酸铁锂电池性能影响要比高还要大，就目前市场情况来看，磷酸铁锂电池在低于-20℃以下到-40℃工作，寿命明显下降，循环使用寿命在300次左右。
2.磷酸铁锂电池循环寿命影响因素
?充放电
选择充电器时，最好使用具备正确终止充电装置切断的充电器，以免磷酸铁锂电池因过充而缩短使用寿命。一般来说，慢速充电较快速充电更能延长电池的使用寿命。
?放电深度
放电的深度是影响磷酸铁锂电池寿命的主要因素，放电的深度越高，磷酸铁锂电池的寿命就越短。换句话说，只要降低放电深度，就能大幅延长锂磷酸铁锂电池的使用寿命。因此，我们应避免将锂电池UPS过放至极低的电压。
?工作环境
若磷酸铁锂电池长时间在高温下使用，会令其电极活性衰减，缩短使用寿命，所以，尽量保持在适宜的操作温度是延长磷酸铁锂电池寿命的好方法。
十一、磷酸铁锂电池的回收
退役磷酸铁锂电池中不具备梯次利用价值的电池及梯次利用后的电池最终要进入到拆解回收阶段。磷酸铁锂电池与三元材料电池不同的是，不含重金属，回收主要是Li、P、Fe，回收产物附加值较低，需要开发低成本的回收路线。主要有火法和湿法两种回收方式。
?火法回收工艺
传统的火法回收一般是高温焚烧电极片，将电极碎片中的碳和有机物燃烧掉，不能被燃烧掉的剩余灰分最终经筛选得到含有金属和金属氧化物的细粉状材料。
?湿法回收工艺
湿法回收主要是通过酸碱溶液溶解磷酸铁锂电池中的金属离子，进一步利用沉淀、吸附等方式将溶解的金属离子以氧化物、盐等形式提取出来，反应过程中多数使用H2SO4、NaOH和H2O2等试剂。
