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磷酸铁锂电池技术规范

磷酸铁锂电池技术规范
磷酸铁锂电池技术规范

其中,储能电池组和蓄电池管理系统投标人应提供技术文件如下:

a)提交第三方关于单体电池安全性的强制性检测报告;

b)提交UL和PONY(普尼)认证;

c)投标人应对组成电池的关键部件,如极片、极耳、汇流排等进行详述,

并介绍所采用的原材料性能(如正、负极材料基本物性指标等)、电解液、

基本装配工艺、焊接工艺、密封工艺、生产线自动化程度等;

d)应提供蓄电池在项目运行条件下的性能曲线包括:

1、评估蓄电池容量-时间衰减曲线

2、评估电池容量-温度关系曲线

3、提供充电特性曲线

4、提供放电特性曲线

5、电池不同倍率(0.1C、0.2C、0.3C、0.5C、1C)持续放电1小时后冲击放电电流曲线

6、电池不同倍率(0.1C、0.2C、0.3C、0.5C、1C)持续放电0.5小时后冲击放电电流曲线

7、电池在0.1C、0.2C、0.3C、0.5C、1C下充电电压范围

答:充电范围:2.5V~3.65V

e)8、电池在0.1C、0.2C、0.3C、0.5C、1C下放电电压范围

答:放电电压范围:3.65V~2.5V

设备规范表

名称序号项目投标人提供值说明

单体电池1 单体蓄电池型号SP-LFP60AHA(A)

2 单体电池额定电压(V) 3.2

3 单体电池充电截止电压(V) 3.8

4 单体电池放电截止电压(V) 2.5

5 单体电池额定容量(Ah) 60

6 单体电池额定能量(kWh)192

7 单体标准循环寿命(次)(第三方)≥500 90%DOD

8 单体标准循环寿命(厂家测试)≥2000 80%DOD

9 一致性

10 充放电效率

11 单体电池月自放电率(%) ≤3%

12 单体电池内阻(Ω) ≤0.8mΩ

13 外壳材料塑料壳体

14 单体电池壳、盖阻燃等级

15 单体电池外型尺寸(mm)

长184*宽116*厚

61(mm)

16 单体电池重量2Kg±0.1Kg

17 蓄电池类型磷酸铁锂

储能电池组

1 储能电池组额定电压

2

储能电池组额定工况下蓄电池模块

充电电流

3

储能电池组额定工况下蓄电池模块

放电电流

4 储能效率

5 保证使用寿命,蓄电池的配置裕度

6 电池充电电流(A)

7 电池放电电流(A)

8 标准循环寿命(次)

9 工况循环寿命

10 储能电池组外型尺寸(含蓄电池管

理系统)

梯次电池技术及服务要求规范

技术及服务规范书 1.概述 1.1定义 本技术要求规定了中国铁塔股份有限公司对梯次利用磷酸铁锂电池组(以下简称梯次电池)的技术要求,适用于中国铁塔股份有限公司梯次利用磷酸铁锂电池组产品的采购、使用、维护等。 铁塔公司本次采购的梯次电池,要求提供电池原生产品牌、出厂日期、应用车型、作为动力电池使用年限等信息,便于建立梯次电池档案。 说明: 1)不同使用年限的单体电池,按使用年限最长的标记; 2)应用车型按:a 大巴车,b 乘用车,c 其他; 3)标称容量:同一电池组中不同单体电池的标称容量,取最低值。 1.2参考标准 1.2.1供应商的设备应参考以下技术标准: 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 1)GB/T 191 包装储运图示标志 2)YD/T 1051-2010 通信局(站)电源系统总技术要求 3)YD/T 5040-2010 通信电源设备工程安装设计规范 4)YD/T 2344.1-2011 通信用磷酸铁锂电池组第1部分:集成式电池组 5)YD/T 2344.2-2015 通信用磷酸铁锂电池组第2部分:分立式电池组 6)Q/ZTT 2217.3-2016 蓄电池技术要求第3部分:磷酸铁锂电池组(集 成式)

7)YD/T 1363.3-2014 通信局(站)电源、空调及环境集中监控管理系统 第3部分:前端智能设备协议 1.2.2本技术要求与中国行业标准不一致的地方,以本技术要求为准;本文件提出的具体技术要求高于上述文件和规范要求的,以本文件为准。 1.2.3如无特别说明,本技术规范书提及的试验方法应符合YD/T 2344.1-2011《通信用磷酸铁锂电池组第1部分:集成式电池组》的规定。 1.3名词和术语 1.3.1梯次利用磷酸铁锂单体电池 梯次利用磷酸铁锂单体电池是指原在电动汽车上使用的动力磷酸铁锂电池,退役后容量下降但性能仍满足通信使用要求,其单体电池标称电压为3.2V。 1.3.2梯次磷酸铁锂电池模块 由梯次利用磷酸铁锂单体电池并联或串联而成的电池组合。 1.3.3电池管理系统(BMS) 主要用于对梯次电池充电过程、放电过程和安全性进行管理,提高梯次电池使用寿命,并为用户提供相关信息的电路系统的总称,一般由监测、保护电路、电气、通讯接口等组成。BMS应能实现对单体电池的监测和管理。 1.3.4梯次磷酸铁锂电池组(简称梯次电池) 由若干个电池模块或单体电池和电池管理系统组成,电池模块或单体电池与电池管理系统可放置于一个单独的机械电气单元内,也可分立放置。 1.3.5额定容量 指在环境温度为25℃±2℃条件下,梯次电池以3h率放电至终止电压时所 应提供的电量,用C 3表示,单位为安时 (Ah);3h率放电电流用I 3 表示,数值为 0.33C 3 ,单位为安培(A)。 1.3.6原始容量 指梯次利用电池作为原动力电池在电动汽车上使用时的初始额定容量。 1.3.7标称容量 指梯次利用电池重组后出厂标定的额定容量,该容量用于标识整组电池容量。 1.3.8实测容量 指梯次利用电池送检样品经过实验室测试的实测额定容量。梯次利用电池的实测容量与标称容量的差值应为正偏差。

磷酸铁锂电池测试方法

低温磷酸铁锂电池测试方法及检测标准 1.电池测试方法 1.1蓄电池充电 在20℃士5℃条件下,蓄电池以1I 3 (A)电流放电,至蓄电池电压达到2.0 V,静置 1h,然后在20℃±5℃条件下以1I 3 (A)恒流充电,至蓄电池电压达3.65V时转恒 压充电,至充电电流降至0.1I 3 时停止充电。充电后静置lh。 1.2 20℃放电容量 a) 蓄电池按1.1方法充电。 b) 蓄电池在20℃士5℃下以1I 3 (A)电流放电,直到放电终止电压2.0V 。 c) 用1I 3 (A)的电流值和放电时间数据计算容量(以A.h计)。 d) 如果计算值低于规定值,则可以重复a)一c)步骤直至大于或等于规定值,允许5次。 1.3 -20℃放电容量 a) 蓄电池按1.1方法充电。 b) 蓄电池在-20℃士2℃下储存20h。 c) 蓄电池在-20℃士2℃下以1I 3 (A)电流放电,直到放电终止电压2.0V。 d) 用c)电流值和放电时间数据计算容量(以A.h计),并表达为20℃放电容量的百分数。 1.4 -40℃放电容量 a) 蓄电池按1.1方法充电。 b) 蓄电池在-40℃士2℃下储存20h。 c) 蓄电池在-40℃士2℃下以1I 3 (A)电流放电,直到放电终止电压2.0V。 d) 用c)电流值和放电时间数据计算容量(以A.h计),并表达为20℃放电容量的百分数。 备注:1I 3— 3h率放电电流,其数值等于C 3 /3。 C 3 — 3 h率额定容量(Ah)。 1.5 高温荷电保持与容量恢复能力: a) 蓄电池按1.1方法充电。 b) 蓄电池在60℃士2℃下储存7day。 c) 蓄电池在20℃士5℃下恢复5h后,以1I 3 (A)电流放电,直到放电终止电压2.OV d) 用 c)的电流值和放电时间数据计算容量(以A.h计),荷电保持能力可以表达为额定容量的百分数。 e) 蓄电池再按1.1方法充电。 f) 蓄电池在20℃士5℃下以11 3 (A )电流放电,直到放电终止电压2.0V 。

(完整版)磷酸铁锂动力电池特性及应用(精)

磷酸铁锂动力电池特性及应用 自锂离子电池问世以来,围绕它的研究、开发工作一直不断地进行着,上世纪90年代末又开发出锂聚合物电池,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化钴锂(LiCoO2),另外还有少数采用氧化锰锂(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离子电池,它是锂离子电池家族的新成员。 一般锂离子电池的电解质是液体的,后来开发出固态及凝胶型聚合物电解质,则称这种锂离子电池为锂聚合物电池,其性能优于液体电解质的锂离子电池。 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”。 采用LiFePO4材料作正极的意义 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子电池应是最便宜的。它的另一个特点是对环境无污染。 作为可充电电池的要求是:容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学稳定性能、使用中安全(不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起燃烧或爆炸)、工作温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。采用LiFePO4作正极的磷酸铁锂电池在这些性能要求上都不错,特别在大放电率放电(5~10C放电)、放电电压平稳上、安全上(不燃烧、不爆炸)、寿命上(循环次数)、对环境无污染上,它是最好的,是目前最好的大电流输出动力电池。 LiFePO4电池的结构与工作原理 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

电动汽车用动力蓄电池技术要求及试验方法

《电动客车安全要求》 征求意见稿编制说明 一、工作简况 1、任务来源 为引导和规范我国电动客车产业健康可持续发展,提高电动客车安全技术水平,落实工业和信息化部建设符合电动客车特点的整车、电池、电机、高压线束等系统的安全条件及测试评价标准体系的要求,全国汽车标准化技术委员会于2016年8月启动了本强标的立项和编制工作。 2、主要工作过程 根据有关部门对电动客车安全标准制定工作的要求,全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织成立“电动客车安全要求工作组”(以下简称工作组),系统开展电动客车安全要求标准的制定工作。 (1)GB《电动客车安全要求》于2016年底完成立项(计划号20160968-Q-339),2016年12月29日在南充电动汽车整车标准工作组会议上组建了标准制定的核心工作组,启动了强标制定工作,并由起草组代表介绍了标准的背景、编制思路、以及与相关标准的协调性关系。 (2) 2017年2月-3月,基于已开始执行的《电动客车安全技术条件》(工信部装[2016]377号,以下简称《条件》)的工作基础,工作组向电动客车行业主要企业、检测机构等16家单位征求《条件》的实施情况反馈与强制性国标制定建议。 (3) 2017年4月18日,工作组在重庆组织召开标准制定讨论会,会议对《条件》制定情况进行了回顾,对收集到的《条件》执行情况进行了分析讨论。根据讨论结果,针对共性问题形成了专项征求意见表。 (4) 2017年5月-6月,工作组根据重庆会议讨论结果向行业进行强标制定专项意见征求意见。 (5) 2017年6月6日,在株洲召开工作组会议,会议对专项征求意见期间收集的反馈意见进行研究讨论。 (6)2017年6月-10月,工作组依据意见反馈情况和会议讨论结果进行标

磷酸铁锂电池直流内阻测定精编

磷酸铁锂电池直流内阻 测定精编 Document number:WTT-LKK-GBB-08921-EIGG-22986

LiFePO4/C锂离子电池直流内阻测试研究 摘要:研究了圆柱形动力磷酸铁锂锂离子电池在不同电流、不同测试持续时间下的直流内阻。分析了电池SOC、充电电流和放电电流、持续时间以及电流和时间的交互作用对电池直流内阻的影响。研究表明,测试电流和持续时间对电池的直流内阻影响比较大,在30~80%SOC范围内相同测试条件下电池的直流内阻变化不大;放电测试条件下的直流内阻略高于充电测试条件下的直流内阻;在0~10s 内,电池的直流内阻测试值与测试时间呈线性变化关系;容量型电池与功率型电池的直流内阻变化规律相同。 关键词:直流内阻,磷酸铁锂,锂离子电池,动力电池,测试方法 Study on the DC internal resistance of LiFePO4/C Li- ion battery Abstract: DC internal resistance of battery is an essential parameter for designing vehicle auxiliary system and battery pack. The effects of current, time, SOC on DC internal resistance of LiFePO4/C Li-ion battery were tested and analyzed respectively. The research shows that the DC internal resistance is similar at 30~80% SOC on the same test methods, the DC internal resistance with

浅谈磷酸铁锂电池的性能与应用

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/5a1407875.html, 浅谈磷酸铁锂电池的性能与应用 作者:张志伟 来源:《中国科技博览》2015年第30期 [摘要]随着科学技术发展速度不断加快,锂离子电池技术也得到了相应的发展,磷酸铁锂带电池应运而生,这种类型的电池所具优势明显,如安全性好、没有记忆效应、工作电压高、循环寿命长以及能量密度大等。下面笔者就磷酸铁锂电池的性能以及应用进行研究和分析。 [关键词]滇池;性能;磷酸铁锂;储能 中图分类号:TG113.22 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)30-0368-01 一、前言 目前在锂电池的研究中,所研究的主要正极材料包含有LMin2O4、LiCoO和LiNiO2等,但因钴资源有限,再加上其有毒,在制备钼酸锂上难度较大。自从磷酸铁锂所具的可逆嵌脱锂特性被报道以后,该材料也受到了广泛关注,关于该材料方面的研究和文献报道也随之增多,和传统锂电池比较,磷酸铁锂电池所具安全性能较好,原材料来源比较广泛,循环寿命长且成本较低等,目前在通信、电网建设中已得到广泛应用。 二、磷酸铁锂电池性能分析 磷酸铁锂电池正极由LiFePO4材料所构成,由铝箔连接正极;电池负极为碳石墨构成,由铜箔和负极连接;电池中间为聚合物隔膜,借助于此隔开电池正负极,其中锂电子能经过隔膜,而电子不可经过隔膜,在电池内存在电解质。于LiFePO4和FePO4间完成电池充放电反应,充电期间,LiFePO4缓慢脱离出锂离子成为FePO4;放电期间,锂离子嵌入FePO4逐渐形成为LiFePO4。当电池在充电时,自磷酸铁锂晶体电池中锂离子迁移至晶体的表面,于电场力不断作用下开始进入电解液,接着穿过隔膜,而后通过电解液迁移至石墨晶体表面,继而嵌入到石墨晶格。在此时,电子通过导电体逐渐流向电池正极铝箔集电极,通过极耳—电池正极柱—外电路—负极极柱—负极极耳逐步流向至铜箔集流体,最后再通过导电体流至石墨负极,从而使负极电荷可达到平衡。电池在放电期间,锂离子脱嵌于石墨晶体,进入电解液,接着穿过隔膜,通过电解液迁移至磷酸铁锂晶体表面,而后重新嵌入至磷酸铁锂晶格中,此时,电子通过导电体逐渐流向至铜箔集电极,通过极耳—电池负极柱—外电路—正极极柱—正极极耳而流向至铝箔集流体,并再通过导电体流至电池正极,以便正极电荷达到平衡。 磷酸铁锂电池借助于自身所具独特优势,如高工作电压、绿色环保、能量密度大、支持无极扩展以及循环寿命长等,将其组成为储能系统以后能够大规模储存电能。由磷酸铁锂电池构成的储能系统,除磷酸铁锂电池组外,还包含有电池管理系统、中央监控系统、换流装置以及变压器,其中换流装置中又包括整流器以及逆变器。该系统能量转换机理主要如下:在充电

动力电池系统技术规范

密级:项目内部 动力电池系统技术规范项目代号: 文件编号: 编写:时间: 校核:时间: 批准:时间: 天津易鼎丰动力科技有限公司 1.文件范围 本文件规范了XX公司XX车型所用XX动力电池必须满足的技术性能要求。 2.术语定义和及产品执行标准 .术语定义 电动汽车(electricvehicle,EV):指以车载能源为动力,由电动机驱动的汽车; 电芯(cell):一个单一的电化学电池最小的功能单元; 模组(module):指由多个电芯的并联组装集合体,是一个单一的机电单元; 电池组(batterypack):由一个或多个模组连接组成的单一机械总成; 电池管理系统(batterymanagementsystem,BMS):指任何通过监控充电电池的状态、计算二次数据并报告该等数据、保护该等充电电池、设置报警信号、与设备中的其他子系统进行电子通信、控制充电电池内部的环境或平衡该等充电电池或环境等方式来管理该等充电电池的电子设备,包括软件、硬件和运算法则; 动力电池系统(batterysystem):动力电池系统是指由动力电池组、电池箱体、电池管理系

统、电器元件及高低压连接器等组成的总成部件,功能为接收和储存由车载充电机、发电机、制动能量回收装置或外置充电装置提供的高压直流电,并且为电驱动系统及电辅助系统提供高压直流电; 整车控制器(vehiclecontrollerunit):检测控制电动汽车系统电路的控制器; 高电压(HighVoltage,HV):特指电动汽车200VDC以上高压系统; 低电压(LowVoltage,LV):指任何信号或功率型能量低于50VDC,本文中特指整车12VDC电源系统; 荷电状态(state-of-charge,SOC):电池放电后剩余容量与全荷电容量的百分比; 寿命初始(BeginningOfLife,BOL):指动力电池系统刚交付使用的状态; 寿命终止(EndOfLife,EOL):动力电池系统能量降低到初始能量的80%,或者实时峰值 功率低于初始峰值功率的85%时,视为寿命终止; 电磁兼容性(Electro-MagneticCompatibility,EMC):在同一电子环境中,两种或多种电子 设备能互不干扰进行正常工作的能力; 高低压互锁(HighVoltageInter-Lock,HVIL):特指低压断电时,通过低压信号控制能够 同时将高压回路切断; CAN(ControllerAreaNetwork):控制器局域网; DFMEA(FailureModeandEffectsAnalysis):设计故障模式及失效分析; MTBF(MeanTimeBetweenFailure):平均无故障时间; 额定容量:在25℃±2℃下,以1I1(A)电流恒电流充电至动力电池系统总电压或最高单体 电压达到规定电压值,以恒定电压充电至电流小于(A)时停止充电,休眠10分钟后,以1I1(A)电流放电达到规定的终止电压时停止放电,整个测试过程放出的容量为额定容量,单位为Ah; 额定能量:在25℃±2℃下,以1I1(A)电流恒电流充电至动力电池系统总电压达到或最高 单体电压达到规定电压值,以恒定电压充电至电流小于时停止充电,休眠10分钟后,以1I1(A)电流放电达到规定的终止电压时停止放电,整个测试过程放出的能量为额定能量,(Wh),此值可由电压-容量曲线的覆盖面积积分得到; 可用能量:在25±2℃、-5±2℃两种温度条件下,按照《动力电池可用能量测试规范》分 别做NEDC测试,动力电池系统在放电率允许的范围内实际放出的电量的平均值。 额定电压:额定能量除以额定容量,标定为额定电压; 峰值功率:本项目峰值功率标定为XXkW。 产品执行标准 表1.产品执行标准 备注:未经特殊说明,本规范中涉及到的术语定义、检测方法、判断标准等都以上述标准为准。

磷酸铁锂电池直流内阻测定

LiFePO /C锂离子电池直流内阻测试研究 4 摘要:研究了圆柱形动力磷酸铁锂锂离子电池在不同电流、不同测试持续时间下的直流内阻。分析了电池SOC、充电电流和放电电流、持续时间以及电流和时间的交互作用对电池直流内阻的影响。研究表明,测试电流和持续时间对电池的直流内阻影响比较大,在30~80%SOC 范围内相同测试条件下电池的直流内阻变化不大;放电测试条件下的直流内阻略高于充电测试条件下的直流内阻;在0~10s内,电池的直流内阻测试值与测试时间呈线性变化关系;容量型电池与功率型电池的直流内阻变化规律相同。 关键词:直流内阻,磷酸铁锂,锂离子电池,动力电池,测试方法 /C Li-ion battery Study on the DC internal resistance of LiFePO 4 Abstract: DC internal resistance of battery is an essential parameter for designing vehicle auxiliary system and battery pack. The effects of current, time, SOC on DC internal resistance of LiFePO4/C Li-ion battery were tested and analyzed respectively. The research shows that the DC internal resistance is similar at 30~80% SOC on the same test methods, the DC internal resistance with discharging methods is larger than it with charging methods, and the DC internal resistance is linear with the test time in 10s at the same SOC and current. The DC internal resistance variation rules of the high energy battery are similar to the high power battery. , Li-ion battery, power battery, Keywords: DC internal resistance, LiFePO 4 test methods 内阻是评价电池性能的重要指标之一。内阻的测试包括交流内阻与直流内阻。对于单体电池,一般以交流内阻来进行评价,即通常称为欧姆内阻。但对于大型电池组应用,如电动车用电源系统来说,由于测试设备等方面的限制,不能或不方便来直接进行交流内阻的测试,一般通过直流内阻来评价电池组的特性。在实际应用中,也多用直流内阻来评价电池的健康度,进行寿命预测,以及进行系统SOC、输出/输入能力等的估计。在生产中,可以用来检测故障电池如微短路等现象。 直流内阻的测试原理是通过对电池或电池组施加较大的电流(充电或放电),持续较短时间,在电池内部还没有达到完全极化的情况下,根据施加电流前后电池的电压变化和施加的电流,计算电池的直流内阻。测试直流内阻必须选择好四个参数:电流(或采用的倍率)、脉冲时间、荷电状态(SOC)、测试环境温度。这些参数的变化对直流内阻有较大的影响。 直流内阻不仅包括了电池组的欧姆内阻部分(交流内阻部分),还部分包括了电池组的一些极化电阻。而电池的极化受电流、时间等影响比较大。目前常用的直流内阻测试方法有以下三个:(1)美国《FreedomCAR电池测试手册》中的HPPC测试方法:测试持续时间为10s,施加的放电电流为5C或更高,充电电流为放电电流的0.75。具体电流的选择根据电池的特性来制定。(2)日本JEVSD713 2003的测试方法,原来主要针对Ni/MH电池,后也应用于锂离子电池,首先建立0~100%SOC下电池的电流一电压特性曲线,分别以1C、2C、5C、10C的电流对设定SOC下的电池进行交替充电或放电,充电或放电时间分别为10s,计算电池的直流内阻。(3)我国“863”计划电动汽车重大专项《HEV用高功率锂离子动力蓄电池性能测试规范》中提出的测试方法,测试持续时间为5s,充电测试电流为3C,放电测试电流为9C。 JEVS法、HPPC法两种测试方法各有特点,JEVS法采用0~10C“系列”电流可以避免采用单一电流产生的结果偏差,其假定电池的内阻主要成分是近似恒定的欧姆阻抗,因此

关于磷酸铁锂电池的知识

关于磷酸铁锂电池的知识 导读:锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。从材料的原理上讲,磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程,这一原理与钴酸锂,锰酸锂完全相同。 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。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。从材料的原理上讲,磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程,这一原理与钴酸锂,锰酸锂完全相同。 1.介绍 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%。 2.八大优势 安全性能的改善 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。有报告指出,实际操作中针刺或短路实验中发现有小部分

样品出现燃烧现象,但未出现一例爆炸事件,而过充实验中使用大大超出自身放电电压数倍的高电压充电,发现依然有爆炸现象。虽然如此,其过充安全性较之普通液态电解液钴酸锂电池,已大有改善。寿命的改善 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。 长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右,最高也就500次,而磷酸铁锂动力电池,循环寿命达到2000次以上,标准充电(5小时率)使用,可达到2000次。同质量的铅酸电池是“新半年、旧半年、维护维护又半年”,最多也就1~1.5年时间,而磷酸铁锂电池在同样条件下使用,理论寿命将达到7~8年。综合考虑,性能价格比理论上为铅酸电池的4倍以上。大电流放电可大电流2C快速充放电,在专用充电器下,1.5C 充电40分钟内即可使电池充满,起动电流可达2C,而铅酸电池无此性能。 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),有耐高温特性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。 大容量 具有比普通电池(铅酸等)更大的容量。5AH-1000AH(单体) 无记忆效应 可充电池在经常处于充满不放完的条件下工作,容量会迅速低于额定容量值,这种现象叫做记忆效应。像镍氢、镍镉电池存在记忆性,而

磷酸铁锂电池简介

磷酸铁锂电池简介 1.磷酸铁锂电池定义 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。 2.磷酸铁锂正极材料 磷酸铁锂作为锂离子电池用正极材料具有良好的电化学性能,充放电平台十分平稳,充放电过程中结构稳定。同时,该材料无毒、无污染、安全性能好、可在高温环境下使用、原材料来源广泛等优点,是目前电池界竞相开发研究的热点。该材料具有发上图所示的晶体结构。工作电压范围:2.5~3.6V,平台约3.3V,比钴酸锂电池3.7V低一些。由于该材料导电性差,需往磷酸铁锂颗粒内部掺入导电碳材料或导电金属微粒,或者往磷酸铁锂颗粒表面包覆导电碳材料,提高材料的电子电导率;或掺杂金属离子来提高导电性。这样材料的密度低,做成电池的体积比容量低,只有180Wh/L(钴酸锂可做到400Wh/L 以上),在小电池领域,同样尺寸电池只有现有电池容量的一半不到。 3.磷酸铁锂的优点: (1)安全。磷酸铁锂的安全性能是目前所有的材料中最好的。绝不用担心爆炸。 (2)稳定性高。包括高温充电的容量稳定性,储存性能等。这是最大的优点。 (3)环保。整个生产过程清洁无毒。所有原料都无毒。不像钴是有

毒的物质。 (4)价格便宜。 4.磷酸铁锂的缺点: (1)导电性差,目前可通过添加C或其它导电剂得到解决。即:LiFePO4/C正极。 (2)振实密度较低。一般只能达到1.3-1.5,电池极片的面密度低,所以同样型号的电池容量更低。从消费便携电子产品上看,磷酸铁锂没有前途,在特定的电池领域使用较有优势,如动力电池。 (3)制造成本偏高,在电池生产上加工困难、倍率放电不稳定(需要特定的电池工艺配合,受工艺影响很大)。 (4)技术还未成熟。由于振实密度低,比表面积大,需要改变电池先行工艺。而且电解液也需重新开发适用的电解液体系,用现有的成熟电解液难发挥其性能。没有批量配套的保护线路和充电器,较难在现有的电子设备上发挥出其特性,需要一个整体的行业整合。 5.磷酸铁锂电池产业:优势分析 (1)磷酸铁锂产业符合政府产业政策的导向,各国都把储能电池和动力电池的发展放在国家战略层面高度,配套资金和政策支持的力度很大,中国在这方面有过之而不及,过去关注镍氢电池,现在则把目光更多的集中到磷酸铁锂电池上。 (2)LFP代表了电池未来发展的方向,随着技术成熟,甚至可能成为

锂电池的国家标准

1、锂离子电池标称电压3.7V(3.6V),充电截止电压4.2V(4.1V,根据电芯的厂牌有不同的设计)。(锂离子电芯规范的说法是:锂离子二次电池) 2、对锂离子电池充电要求(GB/T18287 2000规范):首先恒流充电,即电流一定,而电池电压随着充电过程逐步升高,当电池端电压达到4.2V(4.1V),改恒流充电为恒压充电,即电压一定,电流根据电芯的饱和程度,随着充电过程的继续逐步减小,当减小到0.01C时,认为充电终止。(C是以电池标称容量对照电流的一种表示方法,如电池是1000mAh的容量,1C就是充电电流1000mA,注意是mA而不是mAh,0.01C就是10mA。)当然,规范的表示方式是0.01C5A,我这里简化了。 3、为什么认为0.01C为充电结束:这是国家标准GB/T18287-2000所规定的,也是讨论得出的。以前大家普遍以20mA为结束,邮电部行业标准YD/T998-1999也是这样规定的,即不管电池容量多大,停止电流都是20mA。国标规定的0.01C有助于充电更饱满,对厂家一方通过鉴定有利。另外,国标规定了充电时间不超过8小时,就是说即使还没有达到0.01C,8小时到了,也认为充电结束。(质量没问题的电池,都应在8小时内达到0.01C,质量不好的电池,等下去也无意义) 4、怎样区别电池是4.1V还是4.2V:消费者是无法区分的,这要看电芯生产厂家的产品规格书。有些牌子的电芯是4.1V和4.2V通用的,比如A&TB(东芝),国内厂家基本是4.2V,但也有例外,比如天津力神是4.1V(但目前也是按4.2V了)。 5、把4.1V的电芯充电到4.2V会怎么样:会使电池容量提高,感觉很好用,待机时间增加,但会减短电池的使用寿命。比如原来500次,减少到300次。同样道理,把4.2V的电芯过充,也会减短寿命。锂离子电芯是很娇嫩的。 6、既然电池内有保护板,我们是否就可以放心了呢:不是,因为保护板的截止参数是4.35V(这还是好的,差的要4.4到4.5V),保护板是应付万一的,假如每次都过充,电池也会很快衰减的。 7、多大的充电电流算是合适的:理论上越小对电池越有好处。但你总不能为了一块电池充电等3天吧。国标规定的低倍率充电是0.2C(仲裁充电制式),还以上面的1000mAh容量的电池为例,就是200mA,那么我们可以估计出这只电池5个多小时可以充饱。(容量mAh=电流mA×时间h) 国家技术监督部门鉴定锂电容量,是以1C的高倍率充电,以0.2C的低倍率放电,以时间计算出容量值,试验次数5次,有1次容量达到试验结束。(就是有5次机会,如果第一次试验就合格了,后面的4次不做)检测之前允许有一次预循环,就是以1C恒流充电至4.2V即停止,而没有后面的恒压到0.01C的过程,更没有14小时。 8、锂离子电池能承受多大的充电电流:厂家试验时可以很高,但国标高倍率规定为1C,还以上面的电池为例,1个多小时即可充满。这么大的充电电流,电池能承受吗?对于目前的锂离子电芯,是小意思而已。目前没有对充电器的国家标准,所执行的是邮电部行业标准YD/T998 1999/2,里面规定了充电器的电流不得大于1C。 9、寿命是怎样规定的:简单说是指电池经过N次1C充、1C放电后,容量下降到70%,此时的N就是寿命。并不是说300次还可以用,301次就不能用了。国标规定寿命不得小于300次。我们平时使用的条件没有检测时这么严酷,寿命会更长。 鼓起来就是过充的表现,不过像这种电子产品,是应该具备过充保护功能;过放保护功能;短路保护功能;过流保护功能的。 简短点的: 技术参数:过充门限4.25V±50mV、过充延时75mS、过充释放4.05V、过放门限2.9V±50mV 、过放延时10mS、静态功耗<5uA、工作电流2A、过流保护值3A;短路延时时间4~12ms;

磷酸铁锂电池组装测试流程

LiFePO4组装扣式电池的流程 (1)扣式电池的规格:CR2025,CR20级别的规格都可以用,仅仅是电池壳的厚度有所区别,CR2025电池壳的厚度为2.5mm,该类电池的适用温度是-20℃—70℃。 (2)CR2025各部件的规格: 正极电池壳隔膜正极极片锂片 直径/mm20181214 (3)扣电组装过程如下: 混料:质量比—活性材料(LiFePO4):乙炔黑:PVDF=80:10:10 将称量好的活性材料和乙炔黑在研钵中研磨10min左右,同时将以质量比PVDF:NMP=1:20(如若发现NMP的量不够,可以少量滴加点)的量将PVDF溶解在NMP中进行磁力搅拌至PVDF完全溶解,然后将溶液倒入先前研磨好的活性材料和乙炔黑的粉料中继续研磨20min左右,制备得到正极浆料。 涂料:首先将Al箔平整放置在撒有酒精的光滑的桌面上,用玻璃棒将研钵中的浆料倒入Al箔上,随后用80um的涂膜器进行涂覆。随后将涂覆完的Al箔放置在真空干燥箱中先80℃干燥2h,然后110℃干燥12h。自然冷却后取出。 注:涂覆用的Al箔规格一定要小于辊压机的尺寸便于辊压。 LiFePO4极片制备:用12mm模具的压片机将干燥后的Al箔压成12mm的极片,分别称量每个极片的重量,并对应相应的电池编号,待用。 极片中活性物质质量=【极片的质量-空白Al箔的质量(5.4mg)】*80% 手套箱组装电池的过程: 先在手套箱的托盘中放置一张纸—CR2025的正极电池壳平整放于上面—用塑料镊子夹起正极极片居中放入正极壳中—将18mm的隔膜居中放置在极片上面(滴加3滴左右的电解液)—将锂片居中放置在隔膜上面(一定要居中放置,锂片的放置很重要)—放置垫片和弹片,滴加7-8滴左右的电解液—盖上负极壳,将电池壳稍微压紧,然后放入塑料袋中取出—70MPa左右的压力进行封装—放置24h 左右进行电化学性能测试。

磷酸铁锂电池采购招投标技术要求

附件2:《江西移动磷酸铁锂电池检测项目表》

电池管理系统 battery management system(BMS) 主要采集蓄电池的单体电压、总电压、充\放电电流、容量、蓄电池环境温度等参数,用于对蓄电池充电过程和放电过程进行管理,并辅助有效的保护与告警功能的电路系统的总称(保护与告警功能function of protection & alarming(FPA)),由采集和保护电路、电气和通讯接口及热管理装置等组成。在性能上BMS=BAM+FPA。 第3章磷酸铁锂电池产品测试要求 3.1测试方法 参见《江西移动磷酸铁锂电池技术规范书》。 3.2单个产品判定标准

注1:如果1个A类不合格,则判定样品不合格。 注2:如果2个B类不合格或2个等效B类及以上不合格,则判定样品不合格。注3:2个C类等效一个B类。 3.2主要技术指标要求 3.2.1.使用环境条件 3.2.1.1电源电压 应满足48V(15只单体电池串联(单体电压3.2V))使用要求。 3.2.1.2电池容量 铁锂电池应有10AH~500AH等系列容量的规格型号。 3.2.1.3工作温度范围: -20℃~60℃。 3.2.2.外观要求 1)磷酸铁锂电池组表面应清洁,无明显变形,无机械损伤,接口触点无锈蚀; 2)磷酸铁锂电池组表面应有必需的产品标识,且标识清楚; 3)磷酸铁锂电池组的正、负极端子及极性应有明显标记,便于连接;

4)磷酸铁锂电池组的电源接口、通讯(或告警)接口应有明确标识; 5)电池及磷酸铁锂电池组应进行走线布局设计,使电池连接线、控制线布局美观、整齐。 3.2.3.性能指标 3.2.3.1磷酸铁锂电池组应具有良好的电磁兼容性以及与标准通信整流器兼容。 3.2.3.2基本要求 3.2.3.2.1电磁兼容性(需提供电磁兼容性报告) 1)静电放电抗扰性 磷酸铁锂电池组应满足GB/T 17626.2-2006 等级 4的要求;试验后,其外观应无明显变形、漏液、冒烟或爆炸,并能正常工作。 2)传导骚扰限值 磷酸铁锂电池组应满足YD/T 983-2013等级B的要求;试验后,其外观应无明显变形、漏液、冒烟或爆炸,并能正常工作。 3)辐射骚扰限值 磷酸铁锂电池组应满足YD/T 983-2013 等级 B的要求;试验后,其外观应无明显变形、漏液、冒烟或爆炸,并能正常工作。 4)浪涌(冲击)抗扰性 磷酸铁锂电池组应满足GB/T 17626.5-2008 等级4的要求;试验后,其外观应无明显变形、漏液、冒烟或爆炸,并能正常工作。 3.2.3.2.2绝缘 对于金属外壳的磷酸铁锂电池组,用绝缘电阻测试仪直流500V的测试电压,对被测磷酸铁锂电池组正负极端子对磷酸铁锂电池组金属外壳进行测试,磷酸铁锂电池组正负极接口分别对磷酸铁锂电池组金属外壳的绝缘电阻不小于2MΩ。 3.2.3.2.3保护功能 1)过充电保护 磷酸铁锂电池组具有过充保护功能,检测到过充状态时,磷酸铁锂电池组保护系统应切断充电电路,磷酸铁锂电池组应不漏液、冒烟、起火或爆炸,电压电流撤销后,磷酸铁锂电池组能正常工作。磷酸铁锂电池组在过充电保护状态下不影响正常放电功能。 2)过放电保护 磷酸铁锂电池组任何一节电芯电压小于过放保护电压(2.5V,可根据厂家给定值调整)后,磷酸铁锂电池组保护系统能切断放电回路。市电恢复后,磷酸铁锂电池组应自动恢复充电状态,并正常工作。 3)短路保护 磷酸铁锂电池组满电状态下,磷酸铁锂电池组的正负极短路时磷酸铁锂电池组应能切断电路,磷酸铁锂电池组应不漏液、冒烟、起火或爆炸,短路撤销后磷酸铁锂电池组能正常工作。磷酸铁锂电池组任何单体短路, 系统必须能够自动隔离单体。 4)反接保护 磷酸铁锂电池组满电状态下,正负极反接时磷酸铁锂电池组保护系统能切断电路,磷酸铁锂电池组应不漏液、冒烟、起火或爆炸,反向电压撤销后,磷酸铁锂电池组能正常工作。 5)过载保护

磷酸铁锂电池技术中国专利申请分析

磷酸铁锂电池技术中国专利申请分析 摘要:磷酸铁锂是目前被广泛关注的锂离子电池正极材料。对磷酸铁锂电池技术中国专利申请进行了统计和分析,指出我国在该技术上的专利申请特点和存在的问题,并结合分析结果,对我国磷酸铁锂专利技术发展提出了几点建议,为相关企业和科研机构进一步研发和市场应用提供参考。 关键词:磷酸铁锂专利分析 1 引言 磷酸铁锂,分子式为lifepo4,又被称为磷酸亚铁锂,锂铁磷酸盐等,其理论比容量为170mah/g,放电平台为3.5v,具有高安全性、稳定的循环性能、环境友好和价格低廉等优点,是目前被广泛关注的商品化锂离子电池电极材料。目前中国能源问题紧张,环境问题突出,因此,磷酸铁锂电池具有巨大的潜在市场。1997年,j.b.goodenough申请了磷酸铁锂专利us5910382,这是关于可充电橄榄石结构磷酸铁锂正极材料的第一个明确的核心专利。我国企业目前在磷酸铁锂开发方面仍落后于国际竞争对手。企业要在如今激烈的市场竞争中谋求发展,必须深层次地重视技术创新。专利是反映创新能力和创新速度的重要指标。本文分析了磷酸铁锂电池在中国的专利申请状况,为相关企业和科研机构进一步研发和市场应用提供参考。 2 数据分析

本文用于分析的专利数据来自于中国专利申请数据库(cnpat),是截止于2010年底被收录的公开专利申请数据。 2.1 磷酸铁锂电池技术发展趋势 图1 磷酸铁锂电池的申请量年度变化 图1中显示了磷酸铁锂电池专利申请量随年度变化的分布图。由图1可以看出,2001-2003年磷酸铁锂的专利申请量仅为个位数;至2007年之前,申请量仍然不足百件;2007-2010年专利申请量呈现快速增长趋势,2007年的申请量是2001年的21倍,是2006年申请量的2倍,而2009年的专利申请量比2007年又翻了一番。由图1可以看出,这一领域技术正处在高速持续发展之中。 1997年j.b.goodenough申请了第一个关于磷酸铁锂正极材料的美国专利,但在2001年才出现磷酸铁锂电池的中国专利申请。经过考察发现2001年的5件专利申请,申请人均为索尼株式会社,其内容均为lifepo4/碳复合材料的合成及由其制备的电池。实际上,2003年磷酸铁锂材料才由美国valence公司率先商品化,而2001年索尼株式会社已经在中国申请了专利,这表明了索尼对尚未产业化的专利新技术具有十分敏锐的洞察力,也表现了其抢占中国市场的决心。索尼成功的一个重要原因,在于它非常善于利用其他公司发明的、尚未被培育成才的技术种子,将它们培育成为成熟的、优秀的技术和产品。索尼是日本的代表性企业之一,日本十分重视生产技术开发的专利发展模式,这使得日本在许多重要工业品方面

磷酸铁锂电池产品测试项目及检测要求V1

附件8 磷酸铁锂电池产品抽样(送样)测试要求 中国移动通信集团河南有限公司(以下简称招标人)将按照本文要求对报名供应商的磷酸铁锂电池设备进行现场抽样(送样)并委托第三方检测机构进行产品检测,具体测试项目和要求见下: 一.铁锂电池技术要求 1.铁锂电池配组方式:48V直流供电系统16只一组 2.标准环境温度:25℃±5℃ 3.充电: a.恒压限流方式 b.充电电压恒压值(补充充电):3.55V~3.6V c.浮充充电: 3.40V~3.45V d.充电电流恒流值:0.1C、0.2C、0.25C、0.55C、1C、3C可选 e.充电终止方式:恒压限流充电24h、或充电电流小于 0.005C(A)~0.05C(A) 4.放电 a.恒流方式(恒功率方式) b. 放电电流值::0.1C、0.2C、0.25C、0.55C、1C、3C可选 c.终止电压值:2.60V~2.75V 二.磷酸铁锂电池测试项目及测试要求 表1 磷酸铁锂电池测试项目及测试要求表 序 号 测试项目行标要求指标类别 1 外观(不污渍、不变形、不裂纹、不漏液) B 2 结构蓄电池的正负极端子应有明显标志。 标志应清晰 C 3 重量(kg) 蓄电池(单只)的重量。 C 4 外形尺寸(mm)长×宽×高 C 5 0.1C(A) 电流放电容量电池完全充电后,以0.1C(A)电流放电 B

至终止电压2.6V时,放出容量≥1.0C。(25℃) 6 0.25C(A) 电流放电容量电池完全充电后,以0.25C(A)电 流放电至终止电压2.6V时,放出容量 ≥0.95C。 (25℃) B 7 0.55C(A) 电流放电容量电池完全充电后,以0.55C(A)电 流放电至终止电压2.6V时,放出容量 ≥0.92C。 (25℃) B 8 1C(A)电流放电容量电池完全充电后,以1.00C(A)电 流放电至终止电压2.6V时,放出容量 ≥0.90C。 (25℃) B 9 3C(A) 电流放电容量电池完全充电后,以3.00C(A)电 流放电至终止电压2.6V时,放出容量 ≥0.85C。 (25℃) B 10 电池组各单体电池容量均衡性0.1C(A)放电时(25℃),最大容量与最小 容量差与容量平均值之比:≤3%。 B 11 电池静态开路电压均衡性完全充电后静电24h后 单体电池之间电压最大最小差应不大于 0.5V B 12 电池完全充电状态电压均衡性完全充电后再充电24h后 单体电池之间电压最大最小差应不大于 0. 5V B 13 电池静态内阻均衡性电池完全充电后,电池内阻最 高、最低值与平均值差再与平均值之 比不大于(±20%)。 C 14 电池静态电导均衡性电池完全充电后,电池电导最 高、最低值与平均值差再与平均值之 比不大于(±20%)。 C 15 电池间连接电压降 1.以0.55C(A)电流放电时,在电 池极柱根部测量两电池间的连接电 压降,应不大于5.5mV。 2. 以1C(A)电流放电时,在电池极柱根 部测量两电池间的连接电压降,应不大 于10mV。 B 16 安全高电压充电试验完全放电后电池以4.2V恒压,1C(A)限 流进行充电24h,蓄电池应无安全阀打 开、外观异常、爆炸现象,并以0.55C(A) 放电后放出正常容量 B 17 电压瞬变特性完全充电后,以3.0C(A)突然加载, 其电压跌落幅度。 C

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