磷酸铁锂电池在通信行业节能减排中的应用

《磷酸铁锂电池在通信行业节能减排中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、磷酸铁锂电池在通信行业节能减排中的应用打造绿色通信世界——中国电信节能减排的探索与实践节能减排中的应用雷毅中国电信集团公司北京100033锂离子电池内部主要由正极,负极,电解质及隔膜组成.正极采用的磷酸亚铁锂(LiFePO,简称磷酸铁锂)电池问世于2OO2年,在安全性,循环寿命,材料成本等方面具有竞争优势.磷酸铁锂电池具有循环寿命长,耐高温,体积小,重量轻,无污染等优良特性.以下从节能减排的角度出发,将磷酸铁锂电池与传统铅酸电池进行对比分析,阐释了磷酸铁锂电池在通信行业节能减排中的应用.磷酸铁锂电池节能减排循环寿命Ⅱ磷酸铁锂电池简介锂离

2、子电池的定义是分别用两个能嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极结构的二次电池.人们将这种靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池充放电工作的独特机理的锂离子电池形象地称为"摇椅电池",俗称"锂电".磷酸铁锂电池内部结构可分为极板,隔板,电解液,外壳,安全阀,端子等,如图1所示.图1中,左边是橄榄石结构的LiYePO,作为电池的正极,由铝箔与电池正极端子连接,右边是由碳(石墨)组成的电池负极,由铜箔与电池的负极端子连接,中间是隔膜,它把正极与负极隔开,但锂离子可以通过而电子不能通过,电池的上下端之间是电池的电解质,为锂离子运动提供运输介质.ON

3、STECH10IoG,,/2011?3LiFePO电池在充电时,外界电流从负极流向正极,导致正极中的锂离子从磷酸铁锂等过度金属氧化物的晶格中脱出,经过液态电解质这一桥梁,通过隔膜向负极迁移,并嵌入碳素材料负极的层状结构中.正极材料的体积因锂离子的移出而发生变化,但本身的骨架结构维持不变.LiFePO电池在放电时,负极中的锂离子从碳素材料层间脱出,经过液态电解质这一桥梁,通过隔膜向正极迁移,并嵌入正极材料的晶格中,相应地电流从正极经外界负载流向负极.磷酸铁锂材料为橄榄石型磷酸盐类嵌锂材料,晶体结构稳定,充放电过程中不易发生变形或破坏.同样

4、,锂离子反复嵌入和脱出只会引起负极材料的层间距变化,不会引起材料晶体结构的破坏.电佑技Li+Li—ionFe06一一Jron)正极铝箔)囝(磷化物)(铜箔)(石墨图1磷酸铁锂电池内部结构质l

5、毒蠹≤0嚣?一l0一L一0簿爱糍.黟m罄■ll量鬻.-ll—,l'【矗j一镬警簿嚣糍-■摹l重曩,I~'lr薯.0_一:I爨孽ij蓬_一薯0_0j,曩篱强j誊__蠢蒸_籀%瓣孽蛳碟瓣矗嘲t豫曩}一捌鞲曩_毒≥_毒臻鲥0,麓点～l曩萋l_ll0_0:≤0≯115831547262978694311OO1257141415711728188520422

6、199循环次数图2铁锂电池充放电循环数据目磷酸铁锂电池的优越性通信铁锂电池系统以其体积小,重量轻,模块化,智能化,安全性高,能量密度高和循环寿命长等优点深受用户的喜爱.铁锂电池具有较高的能量密度,相同条件下体积和重量均为铅酸电池的1/3左右,提高了工程便利性,是一种环保无污染的绿色能源.其具体特点如下:电池正极采用LiFeP0材料制作,安全性能好,单体循环寿命在2000次以上,普通电池则在1000次左右;电池系统采用高性能的BMS(电池管理系统)模块,该BMs具备过放,过充,过流,温度等保护功能,并使电池系统与主机良好通信;能够进行充放

7、电自动管理,监控单元自动测量电池的充放电电流并对电池进行浮充和均充管理;具有二次下电功能,电池电压低于告警值时有告警信息,电压过低时自动下电,保护电池;系统具有良好的电磁兼容性;采用全智能设计,配置有集中监控模块,具有三遥(遥测,遥信和遥控)功能,实现计算机管理,可以与远端中央监控中心通信;通信铁锂电池系统可以直接在原通信直流开关电源系统的充放电工作条件下工作;采用自冷方式,整个系统具有极低的噪音;内部带有热管理系统,很好地克服了铁锂电池低温性能差的弱点;安装方式多样化,可根据不同现场使用环境指定合适的安装方式.目铁锂电池的性能3.1循

8、环寿命铁锂电池循环数据如图2所示,横坐标为电池1C(1h放电或充电率)全充全放循环次数,纵坐标为蓄电池的循环容量.标称值为10Ah的铁锂电池经2000次100%完全充放电循环以后剩余容量仍在10Ah以上,而阀控密封铅酸蓄电池80%充放电深循环只能到600次左右,且循环600次后其剩余容量约为60%,可见铁锂电池具有更长的循环使用寿命.3_2倍率放电铁锂电池的倍率放电测试结果如图3所示,充放电电压均设置在2.5～3.65V,电池容量8Ah,充电电流均为8A(1C),图3(a)放电电流为4A(0.5C),图3(b)放电电流为8A(1C).测

9、试结果表明,1C放出的容量是0.5C放出容量的96.14%,而铅酸蓄电池在1C大电流放电情况下只能放出0.1c容量的55%,可见铁锂电池较铅酸蓄电池具有非常优越的倍率放电性能.wwwttmcorn.crl3