概述
磷酸鐵鋰電池的全名是磷酸鐵鋰鋰離子電池。由于它的性能特別適于作動力方面的應(yīng)用，則在名稱中加入“動力”兩字，即磷酸鐵鋰動力電池。也有人把它稱為“鋰鐵動力電池”，而磷酸鐵鋰的充電技巧了解了嗎？下面就讓訊科標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)專業(yè)工程是為您介紹一下磷酸鐵鋰電池的充電技巧。
1、在解決問題之前，首先我們需要了解磷酸鐵鋰電池的結(jié)構(gòu)和工作原理LiFePO4作為電池的正極，由鋁箔與電池正極連接，中間是聚合物的隔膜，它把正極與負極隔開，但鋰離子可以通過而電子不能通過，右邊是由碳(石墨)組成的電池負極，由銅箔與電池的負極連接。電池的上下端之間是電池的電解質(zhì)，電池由金屬外殼密閉封裝。磷酸鐵鋰電池在充電時，正極中的鋰離子通過聚合物隔膜向負極遷移；在放電過程中，負極中的鋰離子通過隔膜向正極遷移。鋰離子電池就是因鋰離子在充放電時來回遷移而命名的。
2、電池充電時，鋰離子從磷酸鐵鋰晶體的面遷移到晶體表面，在電場力的作用下，進入電解液，穿過隔膜，再經(jīng)電解液遷移到石墨晶體的表面，然后嵌入石墨晶格中。與此同時，電子經(jīng)導(dǎo)電體流向正極的鋁箔集電極，經(jīng)極耳、電池極柱、外電路、負極極柱、負極耳流向負極的銅箔集流體，再經(jīng)導(dǎo)電體流到石墨負極，使負極的電荷達至平衡。鋰離子從磷酸鐵鋰脫嵌后，磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)化成磷酸鐵。
3、電池放電時，鋰離子從石墨晶體中脫嵌出來，進入電解液，穿過隔膜，再經(jīng)電解液遷移到磷酸鐵鋰晶體的表面，然后重新經(jīng)面嵌入到磷酸鐵鋰的晶格內(nèi)。與此同時，電池經(jīng)導(dǎo)電體流向負極的銅箔集電極，經(jīng)極耳、電池負極柱、外電路、正極極柱、正極極耳流向電池正極的鋁箔集流體，再經(jīng)導(dǎo)電體流到磷酸鐵鋰正極，使正極的電荷達至平衡。
注意事項：再次提醒磷酸鐵鋰電池在使用時要注意防水防塵，所以儲存的地方不能有水，這樣會影響電池的性能和使用壽命。
磷酸鐵鋰電池組正確充電方法
磷酸鐵鋰電池組的充電建議使用CCCV充電方式，即先恒流后恒壓。恒流建議0.3C。恒壓建議3.65.即恒流過程中0.3C電流充，當(dāng)電池電壓到達3.65V后，采用3.65V電壓恒壓充電，當(dāng)充電電流低于0.1C(或0.05C)時停止充電，即電池已經(jīng)充滿。當(dāng)您用衡壓電源充電時，也要看充電電流，建議不要用太高的電壓充，調(diào)整電壓后，保證充電電流在0.5C以下，這樣對電池好。
一般磷酸鋰鐵電池充電上限電壓3.7~4V，放電下限電壓2~2.5V，綜合考慮放電容量、放電中值電壓、充電時間、恒流容量百分比、安全性這5個方面，采用恒流恒壓的充電方案，對于磷酸鐵鋰電池組，充電限制電壓設(shè)定在3.55～3.70V較合理，推薦值為3.60～3.65V，放電下限電壓2.2V~2.5V。
磷酸鐵鋰電池組的充電器與普通鋰電池是不同的。鋰電池的最高終止充電電壓是4.2伏；磷酸鐵鋰電池組是3.65伏。磷酸鐵鋰電池組充電的時候，是平衡充電板接的排線，一般是從兩端直接串聯(lián)整體充電，充電器電壓是大于電池組電壓的。而排線檢測每個單體電芯的電壓，相當(dāng)于并聯(lián)個穩(wěn)壓管，單體充電電壓不會超過穩(wěn)壓值，而其他單體電池繼續(xù)充電通過穩(wěn)壓管旁路充電。
因為此時每個單體的電量已經(jīng)接近充滿了，只是在平衡每個單體，所以充電電流小，補充平衡每個電芯充滿。充電器只能是保護整個電池組端電壓，平衡充電板是保證每個單體個過充電又是每個單體都充滿，不能因為有一個電芯充滿而造成停止整個鋰電池組充電。
磷酸鐵鋰電池組充電方式
(1)恒壓充電法：在充電過程中，充電電源的輸出電壓保持恒定。隨著磷酸鐵鋰電池組的荷電狀態(tài)的變化，自動調(diào)整充電電流，如果規(guī)定的電壓恒定值適宜，就既能保證動力電池的完全充電，又能盡量減少析氣和失水。這種充電方法只考慮電池電壓這一單一狀態(tài)的變化，不能有效地反映電池的整體充電狀況。它的起始充電電流過大，往往造成動力電池的損壞。鑒于這種缺點，恒壓充電很少采用。
(2)恒流充電法：在整個充電過程中，通過調(diào)整輸出電壓使充電電流保持恒定。保持充電電流不變，其充電速率相對來講都比較低。恒流充電控制方法簡單，但由于鋰電池組的可接受電流能力是隨著充電過程的進行而逐漸下降的，到充電后期，動力電池受電能力下降，充電電流利用率大大降低。這種方法的優(yōu)點是操作簡單，方便，易于實現(xiàn)，充電電量容易計算。
(3)恒流恒壓充電法：這種充電方法是上述兩者的簡單結(jié)合。第一階段采用恒流充電方法，避免了恒壓充電剛開始時的充電電流過大。第二階段采用恒壓充電方法，避免了恒流充電時導(dǎo)致過充電的現(xiàn)象。磷酸鐵鋰電池組和其它任何密封式可充電電池一樣，要對充電進行控制，不能濫充，否則就容易損壞電池。磷酸鐵鋰電池一般采用先恒流后限壓的充電方法。
(4)斬波充電法：采用斬波的方法進行充電。這種方法下，恒流源的電流不變，而開關(guān)管進行控制，使其開通一段時間后再關(guān)斷一段時間，循環(huán)往復(fù)，這種方法的優(yōu)點在于：當(dāng)通過外部電路對電池充電時，電池內(nèi)部的離子產(chǎn)生需要有一定的響應(yīng)時間，如果持續(xù)不斷地對它進行充電，可能會降低其容量的潛能。而在充電一段時間后，加入一個關(guān)斷的時間，就可以讓電池兩極產(chǎn)生的離子有一個擴散的過程，使得電池有了一個“消化”的時間，這會使電池的利用率大大增加，改善充電效果。