磷酸铁锂电池和三元锂电池的充电方法有哪些?
来源:宝鄂实业
2019-08-12 16:12
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磷酸铁锂电池充电方法
充电前,磷酸铁锂电池不需要专门放电,放电不当反而会损坏电池。充电时尽量以慢充充电,减少快充方式;时间不要超过24小时。
请使用原厂或声誉较好的品牌的充电器,磷酸铁锂电池要用锂电池专用充电器,并遵照指示说明,否则会损坏电池,甚至发生危险。
锂电安全工作电压范围是2.8~4.2V,低于或高于这个电压范围电池中的锂离子变得非常不稳定,甚至造成事故。
避免在过高温度下充电,如果在高于规定的操作温度,即35°C以上的环境中使用磷酸铁锂电池,电池的电量将会不断的减少,即电池的供电时间不会像往常那样长。
三元锂电池充电原理
三元锂电池一般会要求充电进程按涓流充电(低压预充)、恒流充电、恒压充电以及充电停止四个阶段,进行管控。
阶段1:涓流充电—涓流充电用来先对彻底放电的电池单元进行预充(恢复性充电)。在三元锂电池电压低于3V左右时选用涓流充电,涓流充电电流是恒流充电电流的十分之一即0.1c(以恒定充电电流为1A举例,则涓流充电电流为100mA)。
阶段2:恒流充电—当三元锂电池电压上升到涓流充电阈值以上时,进步充电电流进行恒流充电。恒流充电的电流在0.2C至1.0C之间。电池电压跟着恒流充电进程逐渐升高,一般单节电池设定的此电压为3.0-4.2V。
阶段3:恒压充电—当三元锂电池电压上升到4.2V时,恒流充电完毕,开始恒压充电阶段。电流依据电芯的饱和程度,跟着充电进程的继续充电电流由最大值渐渐减少,当减小到0.01C时,以为充电停止。
阶段4:充电停止—有两种典型的充电停止办法:选用最小充电电流判别或选用定时器。最小电流法监督恒压充电阶段的充电电流,并在充电电流小于0.02C时停止充电。第二种办法从恒压充电阶段开始时计时,持续充电两个小时后停止充电进程。
然而可能某些消费者的脚步会因为某些原因暂时停下对新能源车的好奇,这是因为多少都会被新能源车各种自燃的事件心有余悸。而这也正是笔者今天为什么要写这篇文章的原因。须知道不了解新能源车的根本--能源模块的优劣,而且不了解使用过程中需要注意的事项的话,其实和买一颗定时炸弹放在身边并没有什么不同。
磷酸铁锂电池:业已成熟却还不够
磷酸铁锂电极材料是目前最安全的锂离子电池正极材料,加上其循环寿命达到2000次以上,标准充电(5小时率)使用,可达到2000次的循环性特点,再加上由于产业成熟而带来的价技术门槛和技术的下降,使得很多厂商出于各种因素考虑都会采用磷酸铁锂电池。可以说新能源汽车的兴起,和磷酸铁锂电池有着不可或分的关系。
不过,磷酸铁锂电池有一个致命性的缺点,那就是低温性能较差,即使将其纳米化和碳包覆也没有解决这一问题。研究表明,一块容量为3500mAh的电池,如果在-10℃的环境中工作,经过不到100次的充放电循环,电量将急剧衰减至500mAh,基本就报废了。这对于我国幅员辽阔,冬天低气温的确较多的综合国情来说,的确不是一件好事。
此外,材料的制备成本与电池的制造成本较高,电池成品率低,一致性差,这也是导致很多纯电动汽车续航能力并不能达到标称值的重要原因。因此,我们可以看到国内有不少的新能源汽车(无论是纯电动还是混合电动),或者是一些比较廉价的新能源汽车,会出于不同的原因选择磷酸铁锂电池。可以说,磷酸铁锂电池的使用,对于新能源汽车量产落地以及推广,都有着不可磨灭的奠基作用。
对比之下,三元聚合物锂电池的确有着更优于磷酸铁锂电池的特质,然而为什么它的发展却受到了阻碍呢?
三元聚合物锂电池:不安分的未来
三元聚合物锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)三元正极材料的锂电池,三元复合正极材料前驱体产品,是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整。三元锂电池能量密度更大,但安全性经常受到怀疑。
之所以会有这样的原因是即便这两种材料都会在到达一定温度时发生分解,三元锂材料会在更低的200度左右发生分解,而磷酸铁锂材料是在800度左右。并且三元锂材料的化学反应更加剧烈,会释放氧分子,在高温作用下电解液迅速燃烧,发生连锁反应。说简单点,就是三元锂材料比磷酸铁锂材料更容易着火。不过需要注意的是,我们提到的是材料,而不是已经成为成品的电池。
正因为三元锂材料有这样的安全隐患,所以厂商也在努力往抑制产生事故的方向走。根据三元锂材料容易热解的特性,厂商在过充保护(OVP)、过放保护(UVP)、过温保护(OTP)、过流保护(OCP)这几个环节上都会下不少的功夫。所以自燃事件更多是应该考量厂商在这几个环节的功能是否落实到位,而不是简单的因噎废食。
那么这两种电池现在的使用情况又是怎么样的呢?让我们来关注一组数据。去年11月,磷酸铁锂电池的电动大巴装机量占到了64.9%,三元锂电池装机量只有27.6%。相反,在纯电动乘用车市场,三元锂电池在去年11月的装机量超过76%。
可以看出,三元锂电池自身能量密度更大的优势,应该是要作为未来汽车新能源存储设备而生的。而现在发生相关的安全事件,在新能源汽车的普及仍然处于初级阶段的时候,可以称得上是一件好事。很多新能源汽车相关企业为了能够完成抢占市场和获得政策支持的双重目标,放宽技术要求,大量生产经不起长时间反复使用的能源组件。汽车工作的环境是严苛的,长时间使用这些零部件,发生安全事故的原因难免大大增高。
因此我们可以认为在中国电动车百人会上工业和信息化部装备司司长张相木发表要对三元锂电池客车的安全性能进行评估,是国家有关部门有意从政策层面上进行一次标准的界定,以促进行业标准的产生。无论是对于消费者还是厂商,在未来都有着相当积极的意义。因此没有必要因为在网上片面地看到三元锂电池的安全事故消息就裹足不前,材料都是会有危险的,关键在于如何牢牢地控制。