磷酸鐵鋰電池在通信行業(yè)節(jié)能減排中的應(yīng)用

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1、磷酸鐵鋰電池在通信行業(yè)節(jié)能減排中的應(yīng)用打造綠色通信世界——中國電信節(jié)能減排的探索與實(shí)踐節(jié)能減排中的應(yīng)用雷毅中國電信集團(tuán)公司北京100033鋰離子電池內(nèi)部主要由正極,負(fù)極,電解質(zhì)及隔膜組成.正極采用的磷酸亞鐵鋰(LiFePO,簡稱磷酸鐵鋰)電池問世于2OO2年,在安全性,循環(huán)壽命,材料成本等方面具有競爭優(yōu)勢.磷酸鐵鋰電池具有循環(huán)壽命長,耐高溫,體積小,重量輕,無污染等優(yōu)良特性.以下從節(jié)能減排的角度出發(fā),將磷酸鐵鋰電池與傳統(tǒng)鉛酸電池進(jìn)行對比分析,闡釋了磷酸鐵鋰電池在通信行業(yè)節(jié)能減排中的應(yīng)用.磷酸鐵鋰電池節(jié)能減排循環(huán)壽命Ⅱ磷酸鐵鋰電池簡介鋰離

2、子電池的定義是分別用兩個(gè)能嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負(fù)極結(jié)構(gòu)的二次電池.人們將這種靠鋰離子在正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移來完成電池充放電工作的獨(dú)特機(jī)理的鋰離子電池形象地稱為"搖椅電池",俗稱"鋰電".磷酸鐵鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為極板,隔板,電解液,外殼,安全閥,端子等,如圖1所示.圖1中,左邊是橄欖石結(jié)構(gòu)的LiYePO,作為電池的正極,由鋁箔與電池正極端子連接,右邊是由碳(石墨)組成的電池負(fù)極,由銅箔與電池的負(fù)極端子連接,中間是隔膜,它把正極與負(fù)極隔開,但鋰離子可以通過而電子不能通過,電池的上下端之間是電池的電解質(zhì),為鋰離子運(yùn)動(dòng)提供運(yùn)輸介質(zhì).ON

3、STECH10IoG,,/2011?3LiFePO電池在充電時(shí),外界電流從負(fù)極流向正極,導(dǎo)致正極中的鋰離子從磷酸鐵鋰等過度金屬氧化物的晶格中脫出,經(jīng)過液態(tài)電解質(zhì)這一橋梁,通過隔膜向負(fù)極遷移,并嵌入碳素材料負(fù)極的層狀結(jié)構(gòu)中.正極材料的體積因鋰離子的移出而發(fā)生變化,但本身的骨架結(jié)構(gòu)維持不變.LiFePO電池在放電時(shí),負(fù)極中的鋰離子從碳素材料層間脫出,經(jīng)過液態(tài)電解質(zhì)這一橋梁,通過隔膜向正極遷移,并嵌入正極材料的晶格中,相應(yīng)地電流從正極經(jīng)外界負(fù)載流向負(fù)極.磷酸鐵鋰材料為橄欖石型磷酸鹽類嵌鋰材料,晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,充放電過程中不易發(fā)生變形或破壞.同樣

4、,鋰離子反復(fù)嵌入和脫出只會引起負(fù)極材料的層間距變化,不會引起材料晶體結(jié)構(gòu)的破壞.電佑技Li+Li—ionFe06一一Jron)正極鋁箔)囝(磷化物)(銅箔)(石墨圖1磷酸鐵鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)l

5、毒蠹≤0囂?一l0一L一0簿愛糍.黟m罄■ll量鬻.-ll—,l'【矗j一鑊警簿囂糍-■摹l重曩,I~'lr薯.0_一:I爨孽ij蓬_一薯0_0j,曩籬強(qiáng)j謄__蠢蒸_籀%瓣孽螄碟瓣矗嘲t豫曩}一捌鞲曩_毒≥_毒臻鰣0,麓點(diǎn)～l曩萋l_ll0_0:≤0≯115831547262978694311OO1257141415711728188520422

6、199循環(huán)次數(shù)圖2鐵鋰電池充放電循環(huán)數(shù)據(jù)目磷酸鐵鋰電池的優(yōu)越性通信鐵鋰電池系統(tǒng)以其體積小,重量輕,模塊化,智能化,安全性高,能量密度高和循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)深受用戶的喜愛.鐵鋰電池具有較高的能量密度,相同條件下體積和重量均為鉛酸電池的1/3左右,提高了工程便利性,是一種環(huán)保無污染的綠色能源.其具體特點(diǎn)如下:電池正極采用LiFeP0材料制作,安全性能好,單體循環(huán)壽命在2000次以上,普通電池則在1000次左右;電池系統(tǒng)采用高性能的BMS(電池管理系統(tǒng))模塊,該BMs具備過放,過充,過流,溫度等保護(hù)功能,并使電池系統(tǒng)與主機(jī)良好通信;能夠進(jìn)行充放

7、電自動(dòng)管理,監(jiān)控單元自動(dòng)測量電池的充放電電流并對電池進(jìn)行浮充和均充管理;具有二次下電功能,電池電壓低于告警值時(shí)有告警信息,電壓過低時(shí)自動(dòng)下電,保護(hù)電池;系統(tǒng)具有良好的電磁兼容性;采用全智能設(shè)計(jì),配置有集中監(jiān)控模塊,具有三遙(遙測,遙信和遙控)功能,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理,可以與遠(yuǎn)端中央監(jiān)控中心通信;通信鐵鋰電池系統(tǒng)可以直接在原通信直流開關(guān)電源系統(tǒng)的充放電工作條件下工作;采用自冷方式,整個(gè)系統(tǒng)具有極低的噪音;內(nèi)部帶有熱管理系統(tǒng),很好地克服了鐵鋰電池低溫性能差的弱點(diǎn);安裝方式多樣化,可根據(jù)不同現(xiàn)場使用環(huán)境指定合適的安裝方式.目鐵鋰電池的性能3.1循

8、環(huán)壽命鐵鋰電池循環(huán)數(shù)據(jù)如圖2所示,橫坐標(biāo)為電池1C(1h放電或充電率)全充全放循環(huán)次數(shù),縱坐標(biāo)為蓄電池的循環(huán)容量.標(biāo)稱值為10Ah的鐵鋰電池經(jīng)2000次100%完全充放電循環(huán)以后剩余容量仍在10Ah以上,而閥控密封鉛酸蓄電池80%充放電深循環(huán)只能到600次左右,且循環(huán)600次后其剩余容量約為60%,可見鐵鋰電池具有更長的循環(huán)使用壽命.3_2倍率放電鐵鋰電池的倍率放電測試結(jié)果如圖3所示,充放電電壓均設(shè)置在2.5～3.65V,電池容量8Ah,充電電流均為8A(1C),圖3(a)放電電流為4A(0.5C),圖3(b)放電電流為8A(1C).測

9、試結(jié)果表明,1C放出的容量是0.5C放出容量的96.14%,而鉛酸蓄電池在1C大電流放電情況下只能放出0.1c容量的55%,可見鐵鋰電池較鉛酸蓄電池具有非常優(yōu)越的倍率放電性能.wwwttmcorn.crl3