【導(dǎo)讀】鋰離子電池的正極材料有很多種,主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料,而其它正極材料由于多種原因,目前在市場上還沒有大量生產(chǎn)。磷酸鐵鋰也是其中一種鋰離子電池。從材料的原理上講,磷酸鐵鋰也是一種嵌入/脫嵌過程,這一原理與鈷酸鋰,錳酸鋰完全相同。
磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。
該電池不含任何重金屬與稀有金屬(鎳氫電池需稀有金屬),無毒(SGS認(rèn)證通過),無污染,符合歐洲RoHS規(guī)定,為絕對的綠色環(huán)保電池證。鉛酸電池中卻存在著大量的鉛,在其廢棄后若處理不當(dāng),仍將對環(huán)境夠成二次污染,而磷酸鐵鋰材料無論在生產(chǎn)及使用中,均無污染,因此該電池又列入了“十五”期間的“863”國家高科技發(fā)展計(jì)劃,成為國家重點(diǎn)支持和鼓勵發(fā)展的項(xiàng)目。隨著中國加入WTO,中國電動自行車的出口量將迅速增大,而現(xiàn)在進(jìn)入歐美的電動自行車已要求配備無污染電池。
磷酸鐵鋰電池也有其缺點(diǎn):例如磷酸鐵鋰正極材料的振實(shí)密度較小,等容量的磷酸鐵鋰電池的體積要大于鈷酸鋰等鋰離子電池,因此在微型電池方面不具有優(yōu)勢。
閥控密封鉛酸蓄電池瓶頸漸顯
鋰離子動力電池的性能主要取決于正負(fù)極材料,磷酸鐵鋰作為鋰電池材料是近幾年才出現(xiàn)的事,國內(nèi)開發(fā)出大容量磷酸鐵鋰電池是2005年7月。其安全性能與循環(huán)壽命是其它材料所無法相比的,這些也正是動力電池最重要的技術(shù)指標(biāo)。1C充放循環(huán)壽命達(dá)2000次。單節(jié)電池過充電壓30V不燃燒,穿刺不爆炸。磷酸鐵鋰正極材料做出大容量鋰離子電池更易串聯(lián)使用。目前閥控式密封鉛酸蓄電池以其體積小、電壓穩(wěn)定、無污染、重量輕、放電性能高、維護(hù)量小等特點(diǎn),而成為通信電源系統(tǒng)的首選電池。但在實(shí)際使用中,達(dá)不到理論預(yù)期壽命的比比皆是。理論上工作7~10年的電池,大都在2~3年內(nèi)損壞,有的甚至連1年的壽命也達(dá)不到,從而造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失。
另外,由于我國電力發(fā)展相對滯后,全國性缺電較為嚴(yán)重,很多地區(qū)出現(xiàn)了電量不足、用電緊張的局面,拉閘限電也時(shí)有發(fā)生,移動基站遍布城鄉(xiāng)各區(qū)域、市電的供給不足,客觀上講對基站閥控密封鉛酸蓄電池的使用維護(hù)是極大的考驗(yàn),如果維護(hù)處理不及時(shí)將直接影響到閥控密封鉛酸蓄電池的性能及使用壽命。
海霸磷酸鐵鋰電池的四大優(yōu)勢
海霸磷酸鐵鋰電池是海霸集團(tuán)生產(chǎn)的磷酸鐵鋰為正極材料的鋰離子電池,與鉛酸電池相比,磷酸鐵鋰電池具有質(zhì)量輕、耐高低溫、壽命超長、安全、環(huán)保無污染等優(yōu)點(diǎn)。
環(huán)境溫度
環(huán)境溫度過高對閥控密封鉛酸蓄電池使用壽命的影響很大,溫度升高時(shí),蓄電池的極板腐蝕將加劇,同時(shí)將消耗更多的水,從而使電池壽命縮短。蓄電池在25℃的環(huán)境下可獲得較長的壽命,長期運(yùn)行溫度若升高10℃,使用壽命約降低一半。另外,環(huán)境溫度25℃~0℃時(shí),每降低1度,放電容量約損失1%,所以電池宜在15℃~20℃環(huán)境中工作。
海霸磷酸鐵鋰電池的使用環(huán)境溫度為-20℃至70℃,冬季較為寒冷的季節(jié),基站室內(nèi)溫度可低至-15℃,炎熱季節(jié)基站室內(nèi)可達(dá)到50℃,在此溫度范圍內(nèi),海霸磷酸鐵鋰電池均有很好的性能表現(xiàn)。環(huán)境溫度對海霸磷酸鐵鋰電池的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對鉛酸電池的影響。
過度充電及過度放電
鉛酸電池過充電狀態(tài)下,正極因析氧反應(yīng),水被消耗,H+增加,從而導(dǎo)致正極附近酸度增加,使板柵變薄加速電池的腐蝕,使電池容量降低;同時(shí)因水損耗加劇,將使蓄電池有干涸的危險(xiǎn),從而影響蓄電池的壽命。
鉛酸蓄電池過度放電主要發(fā)生在交流電源停電后,蓄電池長時(shí)間為負(fù)載供電。因硫酸鉛是一種絕緣體,它的形成必將對蓄電池的充、放電性能產(chǎn)生很大的負(fù)面影響,因此在陰極上形成的硫酸鹽越多,蓄電池的內(nèi)阻越大,電池的充、放電性能就越差,蓄電池的使用壽命就越短。
海霸磷酸鐵鋰電池組配備電池管理系統(tǒng),電池管理系統(tǒng)可以監(jiān)控電池組內(nèi)各單體電池的電壓及電池組的總電壓,在充電和放電過程中,總電壓達(dá)到設(shè)定值或單體電壓達(dá)到設(shè)定值,管理系統(tǒng)能及時(shí)終止充放電,使電池組不會出現(xiàn)過充過放的情況。
長期浮充電
直流系統(tǒng)的開關(guān)電源提供的浮充電流對閥控式蓄電池而言有三個(gè)作用:供日常性負(fù)載電流、補(bǔ)充蓄電池自放電的損失、維持蓄電池內(nèi)氧循環(huán)。若蓄電池在長期浮充電狀態(tài)下,只充電而不放電,勢必會造成蓄電池的陽極極板鈍化,使蓄電池內(nèi)阻增大,容量大幅下降,從而造成蓄電池使用壽命下降。另外,鉛酸電池浮充電壓的選擇應(yīng)該隨電池的狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整,不合適的浮充電壓可能造成過充,影響電池的使用壽命,或者使電池長期處于充電不足的狀態(tài)。
海霸磷酸鐵鋰電池的自放電率很低,擱置30天容量保持率可在98%,因此電池組長期處于浮充狀態(tài),開關(guān)電源提供的浮充電流幾乎全部用于日常性負(fù)載電流,用于補(bǔ)充電池組自放電損失的電流很微小。另外,磷酸鐵鋰電池對浮充電壓的選擇不敏感,本身耐浮充,更加適用于基站后備電源。
使用成本
通信基站用電池組使用成本需綜合考慮電池成本、電池使用壽命、使用過程中維護(hù)成本等等。
鉛酸蓄電池價(jià)格較低,但由于使用壽命較短,理論上工作7~10年的電池,大都在2~3年內(nèi)損壞,有的甚至連1年的壽命也達(dá)不到,另外,在使用過程中需要人工進(jìn)行檢測及維護(hù),使用成本非常高。
海霸磷酸鐵鋰電池具有免維護(hù)、超長使用年限等性能,完全智能化電池管理系統(tǒng),替代了人工檢測環(huán)節(jié),電池管理系統(tǒng)的自動偵測和防護(hù)性能,讓電池組的故障率降低到了極限,超長的設(shè)計(jì)使用壽命,大大降低了通訊行業(yè)的使用成本。