太阳能路灯使用的电池有哪些？磷酸铁锂电池可以用于太阳能路灯吗

磷酸铁锂LiFePO电池，也称为LFP电池（“LFP”代表“磷酸铁锂”），是一种可充电电池，特别是锂离子电池，它使用LiFePO作为阴极材料的石墨碳电极，其中金属集电器栅格作为阳极。LiFePO的比容量高于相关的锂钴氧化物（LiCoO）化学反应，但由于其低工作电压，其能量密度略低。LiFePO的主要问题是其低导电率。因此，所有的LiFePO正在考虑的4个阴极实际上是LiFePO 由于低成本，低毒性，定义明确，长期稳定等LiFePO是在车辆使用，公用事业规模固定应用和备用电源中发现的许多角色。历史磷酸铁锂是橄榄石族（三萜矿）的天然矿物。它用作电池电极，最初由John B. Goodenough在1996年得克萨斯大学的研究小组出版的文献 作为可充电锂电池的阴极材料。由于其低成本，无毒，天然丰富的铁，其优异的热稳定性，安全特性，电化学性能和比容量（170 mA·h/g，或610 C/g），它已获得了相当大的市场认可。[商业化的主要障碍是其本质上低的电导率。通过减小粒径，涂覆LiFePO来克服该问题具有导电材料的颗粒，如碳纳米管，或两者兼而有之。通过另一种方法的组包括掺杂LFP与 阳离子的材料，例如铝，铌，和锆。产品现已大规模生产，并被大型公司用于工业产品，包括Black and Decker的品牌.麻省理工学院推出了一种新型涂层，可使离子更容易在电池内移动。“Beltway Battery”采用旁路系统，允许锂离子以足够大的速度进入和离开电极，以便在一分钟内完全为电池充电。科学家们发现，通过在称为焦磷酸锂的玻璃状材料中涂覆磷酸铁锂颗粒离子绕过通道并比其他电池移动得更快。当带电原子（离子）在两个电极（阳极和阴极）之间移动时，可再充电电池存储和释放能量。它们的充电和放电速率受这些离子移动速度的限制。这种技术可以减轻电池的重量和尺寸。已开发出一种小型原型电池，可在10至20秒内完全充电，而标准电池则为6分钟。在早期的锂离子电池中使用由石油焦制成的负极（阳极，放电）; 后来的类型使用天然或合成石墨。[

 

 

优点和缺点

 

 

该磷酸铁锂4电池使用锂离子衍生化学品，与其他锂离子电池化学品有许多优点和缺点。但是，存在显着差异。与其他锂离子方法相比，LFP化学品具有更长的循环寿命。[像镍基可充电电池（和其他锂离子电池不同）， LiFePO电池具有非常恒定的放电电压。放电期间电压保持接近3.2 V，直到电池耗尽。这允许电池在其放电之前提供几乎全功率，并且它可以极大地简化甚至消除对电压调节电路的需要。由于额定的3.2 V输出，四个电池可以串联放置，标称电压为12.8 V.这接近六芯氯酸电池的标称电压。除了LFP电池的良好安全特性外，这使得LFP成为汽车和太阳能应用中铅酸电池的良好替代品，前提是充电系统不会因过度充电电压而损坏LFP电池（超过3.6）在充电时，每个电池的电压为DC，基于温度的电压补偿，均衡尝试或连续涓流充电。在组装电池组之前，LFP电池必须至少保持平衡，并且还需要实施保护系统以确保在2.5V电压以下不会将电池放电或在大多数情况下会发生严重损坏。磷酸盐的使用避免了钴的成本和环境问题，特别是钴通过不适当的处理进入环境的担忧以及钴含量可再充电锂电池的热失控特性的可能性。磷酸铁锂具有比LiCoO更高的电流或峰值功率额定值新LFP电池的能量密度（能量/体积）比新的LiCoO低约14％电池。此外，许多品牌的LFP，以及给定品牌的LFP电池中的电池，其放电率低于铅酸或LiCoO 由于放电率是电池容量的百分比，如果必须使用低电流电池，则通过使用更大的电池（更多安培小时）可以实现更高的速率。更好的是，高电流LFP电池（其放电率比铅酸或LiCoO高）可以使用相同容量的电池）。磷酸铁锂与锂离子电池化学品（如LiCoO）相比，电池的容量损失率（即更长的日历寿命）更慢钴或LiMn锰尖晶石锂离子聚合物电池（LiPo电池）或锂离子电池。]在货架上放置一年后，一台LiFePO电池通常具有与LiCoO大致相同的能量密度2锂离子电池，因为LFP的能量密度下降较慢。与其他锂化学品相比，LFP在完全充电状态下存储时经历了更慢的降解。这使得LFP成为待机使用的理想选择。安全与其他锂离子化学品相比的一个重要优势是热稳定性和化学稳定性，从而提高了电池的安全性。 LiFePO是比LiCoO本质上更安全的阴极材料和锰尖晶石，通过省略钴，其负电阻与增加热性能潜在地促进热失控。的铁P-键比更强的，这样当滥用，（短路，过热等）的氧原子是更难除去。氧化还原能量的这种稳定化也有助于快速离子迁移。随着锂在LiCoO中迁移出阴极细胞，CoO经历非线性膨胀，影响细胞的结构完整性。LiFePO的完全锂化和非锂化状态中的结构相似，表示LiFePO电池在结构上比LiCoO更稳定细胞。在完全充电的LiFePO的阴极中没有锂残留单元在LiCoO中电池，大约50％保留在阴极中。磷酸铁锂中的氧气在氧气损失期间具有高弹性，这通常导致其他锂电池中的放热反应。因此，磷酸铁锂电池在误操作时（特别是在充电期间）更难点燃，尽管任何完全充电的电池只能作为热量耗散过充电能量。因此，仍然可能通过误用而导致电池故障。人们普遍认为LiFePO电池在高温下不会分解。 LFP和通常用于航模爱好的LiPo电池之间的差异尤其值得注意。规格电池电压最小放电电压= 2.5 V 工作电压= 3.0~3.3 V.最大充电电压= 3.65 V.体积能量密度 = 220 Wh / dm （790 kJ / dm 3）重量能量密度> 90 Wh / kg （> 320 J / g）100％DOD循环寿命（循环次数达到原始容量的80％）= 2,000-7,000 10％DOD循环寿命（循环次数达到原始容量的80％）> 10,000 [索尼Fortelion：拥有100％国防部的 8,000次循环后容量为74％阴极成分（重量）90％C-LiFePO 4，等级Phos-Dev-125％碳 EBN-10-10（优质石墨）5％聚偏二氟乙烯（PVDF）单元配置碳涂层铝集电器151.54cm 阴极电解质：碳酸亚乙酯 - 碳酸二甲酯（EC-DMC）1-1 高氯酸锂（LiClO1M阳极：石墨或硬碳，插入金属锂实验条件：室内温度电压限制：2.0-3.65 V.充电：高达C / 1速率高达3.6 V，然后恒压3.6 V，直到I <C / 24根据制造商比亚迪的说法，电动车e6的磷酸铁锂电池在快速充电站在15分钟内充电至80％，在40分钟内充电100％。[用法交通加速所需的更高放电率，更轻的重量和更长的使用寿命使这种电池类型成为自行车和电动车的理想选择。12V LiFePO 4电池作为大篷车，汽车之家或船只的第二个（房子）电池也越来越受欢迎。

 

太阳能花园和安全照明系统

 

单个“14500”（AA电池大小）LFP电池现在用于一些太阳能路径灯而不是1.2 V NiCd / NiMH。LFP的较高（3.2 V）工作电压可以允许单个单元驱动LED而无需升压电路。对适度过充电的耐受性增加（与其他Li电池类型相比）意味着LiFePO可以连接到光伏电池而没有复杂的电路。单个LFP电池还可以缓解与电池座和电池与电池接触相关的腐蚀，冷凝和污垢问题 - 这种不良连接通常特别困扰使用多个可移动NiMH电池的室外系统。更复杂的LFP太阳能充电被动红外安全灯也在不断涌现（2013年）。由于AA尺寸的LFP电池的容量仅为600 mA·h（而灯的亮LED可能消耗60 mA），因此预计只需10小时的运行时间。然而 - 如果仅偶尔触发 - 这种系统甚至可以在低阳光充电条件下应对，因为灯电子设备确保在低于1mA的黑暗“空闲”电流之后。磷酸铁锂功率太阳能灯明显比普通的户外太阳能灯更亮，整体性能被认为更可靠。