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Batteries lithium fer phosphate Feb 24, 2023

Batteries lithium fer phosphate Le nom complet est lithium fer phosphate Batteries lithium-ion Ce nom est trop long et est appelé lithium fer phosphate. Comme ses performances sont particulièrement adaptées aux applications de puissance, le mot "puissance" est ajouté au nom, c'est-à-dire batterie de puissance au lithium fer phosphate. Certaines personnes l'appellent également "batterie d'alimentation au lithium-fer (LiFe)".

 

  

Principes de travail

La batterie au lithium fer phosphate fait référence à la batterie lithium-ion utilisant du lithium fer phosphate comme matériau d'électrode positive. Les principaux matériaux de cathode pour les batteries lithium-ion sont le cobaltate de lithium, le manganate de lithium, le nickelate de lithium, les matériaux ternaires, le phosphate de fer au lithium, etc. Parmi eux, le cobaltate de lithium est actuellement la majorité des matériaux de cathode de batterie lithium-ion utilisés.

 

Importance

Sur la bourse des métaux, le cobalt (Co) est le plus cher et n'est pas stocké en grande quantité, le nickel (Ni) et le manganèse (Mn) sont moins chers, tandis que le fer (Fe) est stocké en grande quantité. Le prix du matériau cathodique est également en ligne avec les cotations de prix de ces métaux. Par conséquent, les batteries lithium-ion fabriquées avec un matériau de cathode LiFePO4 devraient être assez bon marché. Une autre caractéristique de celui-ci est qu'il est respectueux de l'environnement et non polluant pour l'environnement.

 

En tant que batterie rechargeable, les exigences sont les suivantes : capacité élevée, tension de sortie élevée, bonnes performances de cycle de charge et de décharge, tension de sortie stable, charge et décharge à courant élevé, stabilité électrochimique, sécurité d'utilisation (non due à une surcharge, une décharge excessive et un court-circuit et autres mauvais fonctionnement causé par la combustion ou l'explosion), large plage de température de fonctionnement, non toxique ou moins toxique, pas de pollution de l'environnement. LiFePO4 en tant qu'électrode positive du phosphate de fer au lithium dans ces exigences de performance est bonne, en particulier dans la décharge à grand taux de décharge (décharge de 5 ~ 10C), tension de décharge lisse, sécurité (pas de combustion, pas d'explosion), durée de vie (le nombre de cycles) , pas de pollution de l'environnement, c'est le meilleur, c'est la meilleure batterie à haute puissance de sortie actuelle.

 

Structure et principes de fonctionnement

LiFePO4 est utilisé comme extrémité positive de la batterie et est connecté à l'extrémité positive de la batterie par une feuille d'aluminium. Au milieu se trouve un diaphragme polymère qui sépare l'extrémité positive de l'extrémité négative, mais à travers lequel l'ion lithium Li peut passer mais pas l'électron e-. Sur le côté droit se trouve l'extrémité négative de la batterie qui est constituée de carbone (graphite) et est reliée à l'extrémité négative de la batterie par une feuille de cuivre. Entre le haut et le bas de la cellule se trouve l'électrolyte de la cellule, qui est hermétiquement scellé par un boîtier métallique.

 

Dans les batteries LiFePO4, l'ion lithium Li dans l'électrode positive migre à travers le diaphragme polymère vers l'électrode négative pendant la charge ; lors de la décharge, l'ion lithium Li dans l'électrode négative migre à travers le diaphragme vers l'électrode positive. Les batteries Li-ion portent le nom d'ions lithium qui migrent d'avant en arrière pendant la charge et la décharge.

 

Performance clé

Les batteries LiFePO4 ont une tension nominale de 3,2 V, une tension de charge finale de 3,6 V et une tension de décharge finale de 2,0 V. En raison des différences dans la qualité et le processus des matériaux d'électrode positive et négative et des matériaux d'électrolyte utilisés par chaque fabricant, il sont quelques différences de performances. Par exemple, la capacité d'un même modèle (batterie standard dans le même boîtier) varie considérablement (10% à 20%).

 

Il convient de noter ici qu'il y aura quelques différences dans les divers paramètres de performance des batteries de puissance au lithium fer phosphate produites par différentes usines; De plus, certaines propriétés de la batterie ne sont pas incluses, telles que la résistance interne, le taux d'autodécharge, la température de charge et de décharge de la batterie.

 

La capacité des batteries de puissance au lithium fer phosphate varie considérablement et peut être divisée en trois catégories : les petites de quelques zéros à quelques mAh, les moyennes de quelques dizaines de mAh et les grosses de quelques centaines de mAh. Il existe également des différences dans les paramètres similaires entre les différents types de batteries.

 

Test de décharge excessive à tension nulle.

Un test de décharge à tension nulle a été effectué à l'aide d'une cellule de puissance au lithium fer phosphate STL18650 (1100 mAh). Conditions de test : le STL de 1100 mAh a été chargé avec un taux de charge de 0,5 C, puis déchargé avec un taux de décharge de 1,0 C jusqu'à ce que la tension de la batterie soit de 0 C. La batterie de Titan Les batteries ont ensuite été divisées en deux groupes : un groupe a été stocké pendant 7 jours et le l'autre groupe a été stocké pendant 30 jours ; après l'expiration de la période de stockage, les batteries ont été remplies avec un taux de charge de 0,5 C, puis déchargées avec 1,0 C. Enfin, comparez la différence entre les deux types de périodes de stockage de tension nulle.

 

Les résultats du test ont été qu'après 7 jours de stockage à tension nulle, la batterie n'avait aucune fuite, de bonnes performances et une capacité de 100 % ; après 30 jours de stockage il n'y a pas eu de fuites, bonperformances et capacité de 98 % ; après 30 jours de stockage, la batterie a ensuite effectué 3 cycles de charge/décharge et la capacité est revenue à 100 %.

 

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