江苏省江苏乐能电池股份有限公司
纳米磷酸铁锂动力电池正极材料生产线建设项目
江苏省财政厅
一、项目概要
1.项目简介
走进乐能电池企业的生产车间，7条生产线正在快速地生产运转之中，另外有6条生产线正在紧锣密鼓地安装之中。江苏乐能电池股份有限公司（下称“乐能公司”）是一家高新技术企业，经过6年的生产研发和产业化发展，已经突破诸多技术瓶颈，拥有11项国家发明专利，制造出目前全球量产粒径最小的纳米球形磷酸铁锂。而且经过长期验证，乐能的高倍率纳米磷酸铁锂正极材料的克容量、倍率性能、自放电性能、低温性能等多项指标，均排名全球第一。
新能源电池材料的方案设计、工艺改善、结果验证，研发投入巨大，在研发和产业化阶段，清洁发展委托贷款及时给予了“雪中送炭”式的支持。2011年，清洁发展委托贷款投入2,000万元，帮助乐能公司度过最危险的研发期；2015年，清洁发展委托贷款投入6,000万元，除此之外，企业还获得国家科技部创新基金、江苏省科技厅科技成果转化项目、江苏省发改委战略性新兴产业资金等累计2,000多万财政资金支持。在上述资金的支持下，乐能公司度过了最艰难的产业化阶段，实现了火箭式发展。
2.业主简介
乐能公司，坐落在丹阳市皇塘工业园A区，公司注册资本5,727.38万元，占地面积超过10万平方米，是一家专注于高端新能源材料的研发及应用的国家高新技术企业，是目前国际上少数几家专业生产纳米级磷酸铁锂正极材料的公司
之一。从2009年白手起家开始，截至2015年底，公司总资产已经达到1.89亿，负债率32.18%，2015年主营业务收入8,086.70万元。
生产车间
二、项目背景及优势
1.项目背景
当前，全球汽车工业正面临能源、环境问题的巨大挑战，特别是对于像我国这样一个缺油、少气、多煤的国家，发展新能源汽车是实现向低碳发展转型，采取适应和减缓行动应对气候变化风险，保障经济以全新的模式健康、持续、稳定发展的基础。实施汽车能源动力系统变革，是多年来我国发展清洁汽车和电动汽车的战略总结。2009年3月，《汽车产业调整和振兴规划》要求，改造现有生产能力，形成50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能，新能源汽车销量占乘用车销售总量的5%左右。同年5月，国务院发布了《轻工业调整和振兴规划》中，提出了“新能源电池等关键生产技术取得突破”的规划目标，并将“增强自主创新能力”作为主要任务，鼓励采取产学研结合模式，推进新能源电池等关键技术的创新与产业化。2015年5月8日，国务院发布了《中国制造2025》，提出纯电动和插电式混合动力汽车、燃料电池汽车、节能汽车、智能互联汽车是国内未来重点发展的方向，并分别提出了2020年、2025年的发展目标。江苏省人民政府发布了《江苏省汽车产业调整和振兴规划纲要》，提出了“新能源汽车取得明显突破，混合动力和纯电动客车尽快实现商业化”和“初步具备各类汽车整车、节能与新能源汽车以及汽车发动机、变速箱等主要总成和关键零部件的自主研发能力”的主要目标。
传统的镍氢电池续航里程短、充电难，无法满足新一代电动汽车的要求，因而电池技术一直以来都是制约电动汽车发展的瓶颈。为进一步抢占储能电池和动力电池的发展先机，各国都将电池技术提升到国家战略层面高度，出台了各种配套资金和支持政策，目前研究的主要正极材料包括锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP）、镍钴锰（NCM）。
2.项目优势
（1）政策优势
项目被国家发改委与工信部列入《国家重点产业振兴计划》【发改投资（2010）2098号】，得到中央预算内900万元的投资扶持资金鼓励发展。同时，本项目是江苏省动力电池正极材料领域唯一被省政府列入《江苏省新能源汽车产业发展专项规划纲要》的重点支持项目。
（2）市场技术优势
运用纳米磷酸铁专利技术，通过严格控制有害杂质尤其Na、K、Ca等的含量，合成的30nm左右的球形纳米磷酸铁，并使纳米磷酸铁的含量从目前的99.50%提高到99.95%；优化铁与磷的元素含量与钒盐摩尔比，使合成的50nm 球形磷酸铁锂为已知全球量产最小粒径。
运用纳米球形磷酸铁和二次球形造粒专利技术，提高了压实同时攻克了纳米磷酸铁锂与光箔的粘结难题；自主研发了纳米磷酸铁锂材料的二次造粒技术和设备，解决了纳米磷酸铁锂与普通铝箔的粘结难题，提高了加工性能并使压实密度提高到了2.4g/cm。
（3）经济优势
采用碳融合纳米磷酸铁锂专利技术，显著提升了高功率、循环寿命、低温功率等特性；突破产业化动力电池正极涂布时纳米磷酸铁锂与普通铝箔的粘结技术难题，大大降低动力电池的成本；研发更高压实密度、更低电阻的纳米磷酸铁锂正极材料，使电池的体积比容量与质量比容量进一步显著变化，使动力电池的使用领域得到更大拓展，使之在适用于电动车的同时在储能电站、军用等领域有更好的突破。
通过目标产品与美国A123和中国台湾立凯的穆斯堡尔谱铁杂质的对比分析，目标产品具有明显的优势，具有超低的自放电性能。目前，公司产品供不应
求，悉数被ATL等公司订购。
三、项目成果
1.环境效益
项目建成后，实现年产8,000吨的纳米磷酸铁锂正极材料，以其为材料可生产11.60亿安时的动力电池，具有平均每年减少温室气体排放19,134吨二氧化碳当量的潜能，并且在其生产过程中没有污染物排放，其节能减排、降低雾霾效果十分显著。
项目碳减排预算表
2.社会效益
磷酸铁锂电池是一种推广价值极高的新型锂电池，是电池产业未来发展的核心产品之一。由于国外技术的垄断，磷酸铁锂电池长期以来价格普遍较高，严重阻碍了其商业化的道路。乐能公司从2009年开始，通过引进人才、自主研发了纳米级磷酸铁锂动力电池正极材料，攻克了多个世界级专业难题，突破了研发和工业化生产的诸多技术瓶颈，拥有11项国家发明专利，制造出了目前全球量产粒径最小的纳米级球形磷酸铁锂。从2009年开始，项目直接新增就业人员350多人，一线员工每月工资在5,000元以上。
3.经济效益
经多家客户长期验证，乐能公司的高倍率纳米磷酸铁锂正极材料的克容量、倍率性能、自放电性能、低温性能等多项指标均排名全球第一，价格比国外同类产品低，产品供不应求，订单已到2018年。2015年已实现销售8,000万元，目前新生产线陆续建设中，预计2016年可实现10亿元销售，2018年可实现30亿元销售，达产后可实现年销售超100亿元，预计纳税4.50亿元。
磷酸铁锂动力电池特性及应用 自锂离子电池问世以来，围绕它的研究、开发工作一直不断地进行着，上世纪90年代末又开发出锂聚合物电池，2002年后则推出磷酸铁锂动力电池。 锂离子电池内部主要由正极、负极、电解质及隔膜组成。正、负极及电解质材料不同及工艺上的差异使电池有不同的性能，并且有不同的名称。目前市场上的锂离子电池正极材料主要是氧化钴锂(LiCoO2)，另外还有少数采用氧化锰锂(LiMn2O4)及氧化镍锂(LiNiO2)作正极材料的锂离子电池，一般将后两种正极材料的锂离子电池称为“锂锰电池”及“锂镍电池”。新开发的磷酸铁锂动力电池是用磷酸铁锂(LiFePO4)材料作电池正极的锂离子电池，它是锂离子电池家族的新成员。 一般锂离子电池的电解质是液体的，后来开发出固态及凝胶型聚合物电解质，则称这种锂离子电池为锂聚合物电池，其性能优于液体电解质的锂离子电池。 磷酸铁锂电池的全名应是磷酸铁锂锂离子电池，这名字太长，简称为磷酸铁锂电池。由于它的性能特别适于作动力方面的应用，则在名称中加入“动力”两字，即磷酸铁锂动力电池。也有人把它称为“锂铁(LiFe)动力电池”。 采用LiFePO4材料作正极的意义 目前用作锂离子电池的正极材料主要有：LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2及LiFePO4。这些组成电池正极材料的金属元素中，钴(Co)最贵，并且存储量不多，镍(Ni)、锰(Mn)较便宜，而铁(Fe)最便宜。正极材料的价格也与这些金属的价格行情一致。因此，采用 LiFePO4正极材料做成的锂离子电池应是最便宜的。它的另一个特点是对环境无污染。 作为可充电电池的要求是：容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学稳定性能、使用中安全(不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起燃烧或爆炸)、工作温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。采用LiFePO4作正极的磷酸铁锂电池在这些性能要求上都不错，特别在大放电率放电(5～10C放电)、放电电压平稳上、安全上(不燃烧、不爆炸)、寿命上(循环次数)、对环境无污染上，它是最好的，是目前最好的大电流输出动力电池。 LiFePO4电池的结构与工作原理 LiFePO4电池的内部结构如图1所示。左边是橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正极，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，但锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过，右边是由碳(石墨)组成的电
储能型磷酸铁锂电池规格书STORAGE LiFePO4 BATTERY SPECIFICATIONS 客户名称(Customer)： 产品型号(Type)： CF12V80Ah 发行日期(Issuing Date)：
1. 适用范围(Product Scope) 本规格书描述了锂离子二次电池的技术要求、测量方法、运输、储存及注意事项。 This Specification describes the requirements of the lithium ion rechargeable battery supplied by 2. 电池组特性 (Battery Group Specifications)
单只电芯曲线图feature curve for single cell 3. 技术要求(Technical Requirements) 测试条件(除特别规定) Testing Conditions (unless otherwise specified) 温度Temperature: 15~35℃ 相对湿度Relative Humidity: 45%~75% 大气压Atmospheric pressure: 86~106Kpa 充放电性能 (Electrical Characteristics)
环境性能 (Environmental Characteristic) 机械性能(Mechanical characteristics)
安全性能(Safe Characteristic)
4 电池组基本性能 (Basic Characteristics of Battery) 5 电池组保护功能要求 (Battery Required Protection Functions) To insure the safety, charger and the protection circuit shall be satisfied the items below. As safety device, please use in combination with the temperature fuse. The standard charge method is CC/CV (constant current/constant voltage) 为确保安全,充电器和保护电路应符合以下要求。同时请使用装有热熔保险丝的安全装置。标准充电方法为CC/CV(恒流/恒压)
磷酸铁锂电池充放电曲线和循环曲线我公司生产的磷酸铁锂电池以其无毒、无污染，高安全性，循环寿命长，充放电平台稳定等优点受到锂电池专家的关注。我公司所生产的LiFePO4动力电池在国内、外均处于领先水平，填补了国内、外大功率磷酸铁锂动力电池的空白，并获得多项国家专利。10C充放电1000次循环容量衰减在25%以内，充放电平台稳定，安全性能优良，可大电流充放电，完全解决了钴酸锂，锰酸锂等材料做动力型电池所存在的安全隐患和使用寿命问题。磷酸铁锂动力电池将取代铅酸、镍氢电池、钴酸锂和锰酸锂锂电池，引领汽车工业走进绿色时代。我公司生产的磷酸铁锂18650－1200mAh的电池充放电曲线和大电流循环曲线如下：
我公司生产的磷酸铁锂CR123A－500mAh的电池大电流循环曲线如下
新型磷酸铁锂动力电池 中心议题： ?磷酸铁锂电池的结构与工作原理 ?磷酸铁锂电池的放电特性及寿命 ?磷酸铁锂电池的使用特点 ?磷酸铁锂动力电池的应用状况 自锂离子电池问世以来，围绕它的研究、开发工作一直不断地进行着，上世纪90年代末又开发出锂聚合物电池，2002年后则推出磷酸铁锂动力电池。 锂离子电池内部主要由正极、负极、电解质及隔膜组成。正、负极及电解质材料不同及工艺上的差异使电池有不同的性能，并且有不同的名称。目前市场上的锂离子电池正极材料主要是氧化钴锂（LiCoO2），另外还有少数采用氧化锰锂(LiMn2O4)及氧化镍锂(LiNiO2)作正极材料的锂离子电池，一般将后两种正极材料的锂离子电池称为“锂锰电池”及“锂镍电池”。新开发的磷酸铁锂动力电池是用磷酸铁锂（LiFePO4）材料作电池正极的锂离子电池，它是锂离子电池家族的新成员。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/7617015701.html, 浅谈磷酸铁锂电池的性能与应用 作者：张志伟 来源：《中国科技博览》2015年第30期 [摘要]随着科学技术发展速度不断加快，锂离子电池技术也得到了相应的发展，磷酸铁锂带电池应运而生，这种类型的电池所具优势明显，如安全性好、没有记忆效应、工作电压高、循环寿命长以及能量密度大等。下面笔者就磷酸铁锂电池的性能以及应用进行研究和分析。 [关键词]滇池；性能；磷酸铁锂；储能 中图分类号：TG113.22 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0368-01 一、前言 目前在锂电池的研究中，所研究的主要正极材料包含有LMin2O4、LiCoO和LiNiO2等，但因钴资源有限，再加上其有毒，在制备钼酸锂上难度较大。自从磷酸铁锂所具的可逆嵌脱锂特性被报道以后，该材料也受到了广泛关注，关于该材料方面的研究和文献报道也随之增多，和传统锂电池比较，磷酸铁锂电池所具安全性能较好，原材料来源比较广泛，循环寿命长且成本较低等，目前在通信、电网建设中已得到广泛应用。 二、磷酸铁锂电池性能分析 磷酸铁锂电池正极由LiFePO4材料所构成，由铝箔连接正极；电池负极为碳石墨构成，由铜箔和负极连接；电池中间为聚合物隔膜，借助于此隔开电池正负极，其中锂电子能经过隔膜，而电子不可经过隔膜，在电池内存在电解质。于LiFePO4和FePO4间完成电池充放电反应，充电期间，LiFePO4缓慢脱离出锂离子成为FePO4；放电期间，锂离子嵌入FePO4逐渐形成为LiFePO4。当电池在充电时，自磷酸铁锂晶体电池中锂离子迁移至晶体的表面，于电场力不断作用下开始进入电解液，接着穿过隔膜，而后通过电解液迁移至石墨晶体表面，继而嵌入到石墨晶格。在此时，电子通过导电体逐渐流向电池正极铝箔集电极，通过极耳—电池正极柱—外电路—负极极柱—负极极耳逐步流向至铜箔集流体，最后再通过导电体流至石墨负极，从而使负极电荷可达到平衡。电池在放电期间，锂离子脱嵌于石墨晶体，进入电解液，接着穿过隔膜，通过电解液迁移至磷酸铁锂晶体表面，而后重新嵌入至磷酸铁锂晶格中，此时，电子通过导电体逐渐流向至铜箔集电极，通过极耳—电池负极柱—外电路—正极极柱—正极极耳而流向至铝箔集流体，并再通过导电体流至电池正极，以便正极电荷达到平衡。 磷酸铁锂电池借助于自身所具独特优势，如高工作电压、绿色环保、能量密度大、支持无极扩展以及循环寿命长等，将其组成为储能系统以后能够大规模储存电能。由磷酸铁锂电池构成的储能系统，除磷酸铁锂电池组外，还包含有电池管理系统、中央监控系统、换流装置以及变压器，其中换流装置中又包括整流器以及逆变器。该系统能量转换机理主要如下：在充电
沃特玛电池有限公司 磷酸铁锂动力电池使用手册 电子部 2013-3-15 [为了方面售后服务更好的对OPT管理系统进行维护，特此制定本手册，希望对售后服务有所帮助]
前言 为应对日益突出的燃油供求矛盾和环境污染问题，世界主要汽车生产国纷纷加快部署，将发展新能源汽车作为国家战略，加快推进技术研发和产业化，同时大力发展和推广应用汽车节能技术。节能与新能源汽车已成为国际汽车产业的发展方向。新能源客车，目前正在飞速发展。 当新能源客车穿行于街市，走进人们的生活时，对它的了解和认知也就成我们的必修课。然而，在这新能源之风势在必行之际，谈到动力电池，我们中大多数的人对其都知之甚少，这其中包括很多从事纯电动客车工作的相关从业人员，也正因为如此，才给你们的工作和和生活到来了诸多的困难和疑惑。 为解决这些问题，让从事纯电动客车工作的相关从业人员对动力电池有一些初步的了解和认识，本手册将通过重点介绍磷酸铁锂动力电池和管理系统的运用与维护来让大家了解动力电池的相关知识。为了更好服务客户，让相关从业人员熟悉和掌握我公司的纯电动客车动力电池，也为更好的发挥磷酸铁锂动力电池优越的性能，做好相关的维护保养工作，特制定本手册。希望此举能为大家避免在使用或维护我公司产品时造成不必要的困扰和预防产生一些不可挽回的损失。 烦请在使用或维护沃特玛公司纯电动客车动力电池之前，详细阅读本手册！
目录第一章 第二章
第一章为何选择磷酸铁锂电池作为动力电池 电池的概念 1.1.1什么是电池 化学电源俗称为电池，是一种利用物质的化学反应所释放出来的能量直接转化为电能的装置。顾名思义，电池是装电的池子，尤如水池，电池的电压及容量类似于水池的水位高低和蓄
10Ah磷酸铁锂电池与錳酸锂电池对照分析 1．电器特性 磷酸铁磷錳酸锂 电池最高电压(V) 3.9 电池最高电压(V) 4.2 电池最低电压(V) 2.5 电池最低电压(V) 2.75 额定电压(V) 3.2 额定电压(V) 3.7 电池容量(AH) 10 电池容量(AH) 10 最大充电电流(A) 5 最大充电电流(A) 5 最大放电电流(A) 18 最大放电电流(A) 18 过充保护电压(V) 3.95 过充保护电压(V) 4.25 过放保护电压(V) 2.2 过放保护电压(V) 2.45 放电保护电流(A) 20 放电保护电流(A) 20 2．曲线分析 10AH錳酸锂电池0.2C充电曲线 分析： 1.充电第一阶段（0—30 min），充电电流较大，充电快，电池内阻较小。充电平均速率 v=0.025V/min 2.充电第二阶段（30—250 min），电池进入充电稳定状态，内阻增大。充电平均速率 v=6.82*10-4V/min 3.充电第三阶段 (250—370 min )，充电幅度比第二阶段略快，内阻增大。v=0.0025V/min 4.充电过程中，电池容量减小。 5.电池电容C=△Q/△U=10*3600/1.2=30000F 10AH磷酸铁锂电池0.2C充电曲线 分析： 1. 充电第一阶段(0—30 min), 电池内阻有增大的趋势，充电平均速率 v=0.01166V/min 2. 充电第二阶段(30—260 min), 总体处于充电平稳状态，内阻增大， v=4.3478*10-4V/min 3. 充电第三阶段(260—310 min)，充电电压上升幅度较大，内阻增大，v=0.01V/min 4. 充电过程中，电池容量减小。 5. 电池电容C=△Q/△U=10*3600/1=36000F 两种电池的比较分析： 1. 10AH磷酸铁锂电池比10AH錳酸锂电池容量小。 2. 充电的第一、二阶段，錳酸锂电池比磷酸铁锂电池要快，第三阶段相反。 两种电池的内阻在充电过程中都趋于增大，电池容量减小。
储能型磷酸铁锂电池规格书 STORAGE LiFePO4 BATTERY SPECIFICATIONS 客户名称(Customer)： 产品型号(Type)： CF12V80Ah 发行日期(Issuing Date)： 1. 适用范围(Product Scope) 本规格书描述了锂离子二次电池的技术要求、测量方法、运输、储存及注意事项。 This Specification describes the requirements of the lithium ion rechargeable battery supplied by Prepared 制定 Checked 审核 Approved 批准
2. 电池组特性(Battery Group Specifications) Cell 电芯 Model规格型号IFP8081230-10Ah Capacity容量10 Ah Rated Voltage 标称电压 3.2 V Internal Resistance 内阻标准≤4 mΩ Combination Standard配组标准 A. 容差Capacity Difference≤1% B. 内阻Resistance()=1～2 mΩ C. 荷电保持能力Current-maintaining Ability≥90% D. 电压Voltage3.3～3.4V Combination Method组合方式4串8并4S 8P Pile Index 成品参数 Rated Capacity 标称容量80.0Ah Minimal Capacity最小容量（0.3C5A）80.0Ah Nominal Voltage额定电压12.0V Max. Charge Voltage 最大充电电压14.8 V Discharge cut-off voltage放电截止电压10.0V Charge Current充电电流5-10A Working Current工作电流10-20A Output and Inpu t输出端与输入端P+(red) / P-(black) Weight电池重量9.2Kg Dimension外形尺寸（L×W×H）168×260×132mm(不包含外露开关) Charge Method 适用充电 Standard标准5A×16hrs Quick快速20A×4hrs. Operating Temperature 适用温度 Charge充电0℃～45℃；32o F～113o F Discharge放电-20℃～60℃；-4o F～149o F
磷酸铁锂电池（以下简称锂铁电池）作为铁电池的一种，一直受到业界朋友的广泛关注（也有人说锂铁电池其实就是锂离子电池的一种）。就铁电池而言，它可以分为高铁电池和锂铁电池，今天我们以型号为STL18650的锂铁电池为例，来具体说明一下锂铁的电池的放电特性及寿命。 STL18650的锂铁电池（容量为1100mAh）在不同的放电率时其放电特性如图2所示。最小的放电率为0.5C，最大的放电率为10C，五种不同的放电率形成一组放电曲线。由图1中可看出，不管哪一种放电率，其放电过程中电压是很平坦的（即放电电压平稳，基本保持不变），只有快到终止放电电压时，曲线才向下弯曲（放电量达到800mAh以后才出现向下弯曲）。在0.5～10C的放电率范围内，输出电压大部分在2.7～3.2V范围内变化。这说明该电池有很好的放电特性。 图1 STL18650的放电特性 容量为1000mAh的STL18650在不同的温度条件下（从-20～+40℃）的放电曲线如图2所示。如果在23℃时放电容量为100%，则在0℃时的放电容量降为78%，而在-20℃时降到65%，在+40℃放电时其放电容量略大于100%。 从图3中可看出，STL18650锂铁电池可以在-20℃下工作，但输出能量要降低35%左右。 图2 STL18650在多温度条件下的放电曲线 STL18650的充放电循环寿命曲线如图4所示。其充放电循环的条件是：以1C充电率充电，以2C放电率放电，历经570次充放电循环。从图3的特性曲线可看出，在经过570次充放电循环，其放电容量未变，说明该电池有很高的寿命。
图3 STL18650的充放电循环寿命曲线 过放电到零电压试验 采用STL18650（1100mAh）的锂铁动力电池做过放电到零电压试验。试验条件：用0.5C充电率将1100mAh的STL18650电池充满，然后用1.0C放电率放电到电池电压为0C。再将放到0V的电池分两组：一组存放7天，另一组存放30天；存放到期后再用0.5C充电率充满，然后用1.0C放电。最后比较两种零电压存放期不同的差别。 试验的结果是，零电压存放7天后电池无泄漏，性能良好，容量为100%；存放30天后，无泄漏、性能良好，容量为98%；存放30天后的电池再做3次充放电循环，容量又恢复到100%。 这试验说明该电池即使出现过放电（甚至到0V），并存放一定时间，电池也不泄漏、损坏。这是其他种类锂离子电池不具有的特性。
电池名词解释 最近发现有许多人对电池的专有名词有一些误解，因此笔者在此对这些名词做一些整理，希望能帮助大家正确的了解，而不要产生一些认知的误会。 一次电池 顾名思义为只可使用一次性的电池，当电池内以化学能转变为电能来提供电力，也无法透过充电或其它方式将原有电能补充回来，因此完全放电后将不可再使用，这是电化学反应为不可逆转。一般市面上常见的干电池、碳锌电池、碱性电池、水银电池、锌空气电池等，皆属此一次性电池。不同的一次性电池种类有不同的使用方式，但都局限于单次的使用。在制造上许多电池种类的原料使用及制程上所使用的材料具有污染性，对环境以及人体具有相当大的影响。 二次电池 二次电池是可以再重复使用的电池，可持续的充电、放电使用，二次电池一样是经过化学能转换成电能，但可以藉由充电方式，将电能重新转化成化学能，便可让电池再次使用，而使用的次数随着材料与设计有其差异性。市面上常见的有铅酸电池、胶体电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、锂离子聚合物电池、磷酸铁锂电池等。不同种类的二次电池因为其额定电压、额定容量、使用温度以及安全性，
有其不同的使用。在制造上许多电池种类的原料使用及制程上所使用的材料具有污染性，对环境以及人体具有相当大的影响。 碳锌电池 碳锌电池又称碳锌干电池、碳性电池、碳性电芯，外壳由锌构成。既可以作为电池的容器，又可以作为电池的负极。碳锌电池是从液体Leclanche电池发展而来。传统或一般型以氯化铵为电解质；电池则通常是使用氯化锌为电解质的碳锌电池，是一般使用的廉价电池的一种改良版。电池的正极主要是由粉末状的二氧化锰和碳构成。电解液是把氯化锌和氯化铵溶于水中所形成的糊状溶液。碳锌电池是最便宜的原电池，因此成为很多厂商的首选，因为这些厂商所销售的设备中常常需要配送电池。锌碳电池可以用于遥控器、闪光灯、玩具或晶体管收音机等功率不大的设备。此电池正极的碳棒与二氧化锰中所混合的碳只负责引出电流，并不参与反应，正极实际参与还原反应并提供正电的是二氧化锰中的锰，因此，又称为锰锌电池、锌锰电池或锌－二氧化锰电池，也有简称锰干电池的。碳锌电池的电压为1.5V。 锌空气电池 锌空气电池(Zinc-air battery)是一类结构特殊的品种。负极采用了锌合金。而正极材料，则是空气中的氧。在储存时一般保持密封，所以基本上没有自放电。又称锌氧电池，有时也被称为锌空电池。由于锌空电池内部含有高浓度的电解质（氢氧化钾具有强碱性、强腐蚀
关于磷酸铁锂电池的知 识 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
关于磷酸铁锂电池的知识 导读：锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。从材料的原理上讲，磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程，这一原理与钴酸锂，锰酸锂完全相同。 磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。从材料的原理上讲，磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程，这一原理与钴酸锂，锰酸锂完全相同。 1.介绍 磷酸铁锂电池属于锂离子二次电池，一个主要用途是用作动力电池，相对NI-MH、Ni-Cd电池有很大优势。 磷酸铁锂电池充放电效率较高，倍率放电情况下充放电效率可达90%以上。而铅酸电池约为80%。 2.八大优势 安全性能的改善 磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固，难以分解，即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质，因此拥有良好的安全性。有报告指出，实际操作中针刺或短路实验中发现有小部分样品出现燃烧现象，但未出现一例爆炸事件，而过充实验中使用大大超出自身放电电压数倍的高电压充电，发现依然有爆炸现
象。虽然如此，其过充安全性较之普通液态电解液钴酸锂电池，已大有改善。 寿命的改善 磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。 长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右，最高也就500次，而磷酸铁锂动力电池，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。同质量的铅酸电池是“新半年、旧半年、维护维护又半年”，最多也就1~年时间，而磷酸铁锂电池在同样条件下使用，理论寿命将达到7~8年。综合考虑，性能价格比理论上为铅酸电池的4倍以上。大电流放电可大电流2C快速充放电，在专用充电器下，充电40分钟内即可使电池充满，起动电流可达2C,而铅酸电池无此性能。 高温性能好 磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。工作温度范围宽广(-20C--+75C)，有耐高温特性磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。 大容量 具有比普通电池(铅酸等)更大的容量。5AH-1000AH(单体) 无记忆效应 可充电池在经常处于充满不放完的条件下工作，容量会迅速低于额定容量值，这种现象叫做记忆效应。像镍氢、镍镉电池存在记忆
本文摘自再生资源回收-变宝网（https://www.doczj.com/doc/7617015701.html,）浅析磷酸铁锂电池的优点及缺点 磷酸铁锂电池的全名是磷酸铁锂锂离子电池，这名字太长，简称为磷酸铁锂电池。由于它的性能特别适于作动力方面的应用，则在名称中加入“动力”两字，即磷酸铁锂动力电池。也有人把它称为“锂铁（LiFe）动力电池。 一、工作原理 磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。 二、意义 金属交易市场，钴（Co）最贵，并且存储量不多，镍（Ni）、锰（Mn）较便宜，而铁（Fe）存储量较多。正极材料的价格也与这些金属的价格行情一致。因此，采用LiFePO4正极材料做成的锂离子电池应是挺便宜的。它的另一个特点是对环境环保无污染。 作为充电电池的要求是：容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学稳定性能、使用中安全（不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起燃烧或爆炸）、工作温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。采用LiFePO4作正极的磷酸铁锂电池在这些性能要求上都不错，特别在大放电率放电（5～10C 放电）、放电电压平稳上、安全上（不燃烧、不爆炸）、寿命上（循环次数）、对环境无污染上，它是最好的，是目前最好的大电流输出动力电池。 三、结构与工作原理
LiFePO4作为电池的正极，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，但锂离子Li可以通过而电子e-不能通过，右边是由碳（石墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质，电池由金属外壳密闭封装。 LiFePO4电池在充电时，正极中的锂离子Li通过聚合物隔膜向负极迁移；在放电过程中，负极中的锂离子Li通过隔膜向正极迁移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。 四、主要性能 LiFePO4电池的标称电压是3.2V、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V。由于各个生产厂家采用的正、负极材料、电解质材料的质量及工艺不同，其性能上会有些差异。例如同一种型号（同一种封装的标准电池），其电池的容量有较大差别（10%～20%）。 这里要说明的是，不同工厂生产的磷酸铁锂动力电池在各项性能参数上会有一些差别；另外，有一些电池性能未列入，如电池内阻、自放电率、充放电温度等。 磷酸铁锂动力电池的容量有较大差别，可以分成三类：小型的零点几到几毫安时、中型的几十毫安时、大型的几百毫安时。不同类型电池的同类参数也有一些差异。 五、过放电到零电压试验： 采用STL18650（1100mAh）的磷酸铁锂动力电池做过放电到零电压试验。试验条件：用0.5C充电率将1100mAh的STL18650电池充满，然后用1.0C放电率放电到电池电压为0C。再将放到0V的电池分两组：一组存放7天，另一组存放30天；存放到期后再用0.5C充电率充满，然后用1.0C放电。最后比较两种零电压存放期不同的差别。
NCM三元锂电池与磷酸铁锂电池充放 电特性曲线比较 1.性能参数比较 参数阳光三星NCM三元电池（电芯94Ah）宁德时代磷酸铁锂电池 (120Ah) 单体电芯充电 特性曲线推荐标准的充电方式（充电电流为：）充电时间≤， 先恒流充电转恒压限流充电，最高充电至。电流小于 3A默认充满，退出充电模式。也支持快充电（充电电 流为：47A）时间小于2h。 从最低电压至（电池已经 充满）之间充速率特别快充电 过程耗时不足2h，充电电流 为60A。（此曲线与前者对比， 不能明确表征含义） 单体电芯放电 特 性([I=94/(1/=])恒流放电至终止可持续200分 满充电压开路电压约为，放电平台~时放电速度开始急剧加
曲 线 钟。放电倍率越小放出的实际容量就越多，因大倍 率放电时部分能量以热能形式损失。充满电开路电 压，放电平台在~（较宽）， 快直至电压约为时电池放电结 束，整个放电过程约110min， 放电电流大小约为60A。（此曲 线与前者对比，不能明确表征含 义，未标明放电制度——放电倍 率、温度条件等） 单体电池 容量与温 度关系曲 线 阳光三星 25℃充1C放，（根据塔菲尔曲线 外推法），循环4200次，电池剩 余容量（EOl）80%。94Ah电池实 际使用时建议及以下 宁德时代新能源 1C放电，45℃下可以将电池电量 方完全，放电均匀效果最好。磷酸铁 锂电池的低温放电性能更差，所有的 电池在温度稍高时均能放出额定容量 的100%。应与前者同等条件对比，循 环寿命（该图不是循环寿命曲线）。 单体电池 充放电倍 率与容量 关系曲线 阳光三星宁德时代新能源
充2C放电池循环3300次电池容量保持率82%；以充放循环2000次电池容量保持率91%；以充1C放循环800次电池容量保持率97%。 结合循环次数和容量保持率，充放效果最佳。 25℃，充放电压为时电池容量放完；25℃，充1C放电压为时电池容量放96%； 25℃，充3C放电压为时电池容量放90%，总之放电倍率越高放电约不完全。 25℃，充情况充放电效果最佳。该图只是单体电芯不同放电倍率下的曲线，不能表征不同放电倍率下的循环寿命。
第47卷第18期2011年9月 机械工程学报 JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING Vol.47 No.18 Sep. 2011 DOI：10.3901/JME.2011.18.115 动力型磷酸铁锂电池的温度特性* 李哲韩雪冰卢兰光欧阳明高 (清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京 100084) 摘要：动力型磷酸铁锂电池的特性与环境温度紧密相关。电池的容量特性、内阻数值和荷电状态—开路电压曲线是反映电池基本性能的重要特性指标，也是参与电池管理系统设计的重要参数。主要进行不同环境温度下电池的以上各性能试验，研究在不同的环境温度下电池的容量、内阻和开路电压的变化规律。动力型磷酸铁锂电池的容量在低温下迅速降低，在高温下迅速上升，高温下的容量变化速度小于低温；随温度上升，充电和放电过程的欧姆内阻、极化内阻均下降，温度不同时电池的欧姆内阻变化率高于极化内阻变化率，低温下欧姆内阻的变化率大于高温下的变化率；同时，低温下的荷电状态—开路电压曲线低于高温下的曲线，但总体上，曲线受温度的影响并不显著。 关键词：磷酸铁锂电池温度容量内阻开路电压 中图分类号：U464 Temperature Characteristics of Power LiFePO4 Batteries LI Zhe HAN Xuebing LU Languang OUYANG Minggao (State Key Laboratory of Automotive Energy and Safety, Tsinghua University, Beijing 100084) Abstract：The characteristics of power LiFePO4 batteries are closely connected to ambient temperature. The capacity characteristic, resistance and state of charge-open circuit voltage (SOC-OCV) curve are important parameters to represent the performance of power batteries and to determine battery management system (BMS) design. The experiments in different ambient temperatures are carried out and the laws between temperature and capacity, resistance and OCV are studied. The capacity drops sharply under low temperature, and increases with a relatively slower rate than under low temperature when the temperature goes up. Ohmic and polarization resistances during charge and discharge process decrease when the temperature rises, and the change rate of ohmic resistance is higher than the polarization resistance, moreover, the change of ohmic resistance under low temperature is more significant than under high temperature. With the decrease of temperature, the SOC-OCV curve moves down, but generally, the curve is affected only slightly by the change of temperature. Key words：Power LiFePO4battery Ambient temperature Capacity Resistance Open circuit voltage(OCV) 0 前言 电池所处的温度受到许多因素的影响，如环境温度、电池本身的热力学参数以及电池组的装配和热管理方法等[1-5]。同时，电池的容量特性、内阻数值和开路电压曲线是反映电池基本性能的重要指标，也是参与电池管理系统设计的重要参数：电池容量大小的变化规律[6]影响电池的寿命管理和荷电状态估算。电池内阻的数值影响动力电池的功率特 * 台达电力电子科教发展计划重点资助项目(20093000329)。20100901收到初稿，20110320收到修改稿 性，如式(1)、(2)所示，同时也影响电池热管理系统 对电池产热量的分析，如式(3)所示。 动力电池最大电流与功率分别为 min max t U U I R ? = (1) max min max P U I = (2) 式中，I max为电池的最大放电电流，U为电池的开 路电压，U min为电池的放电截止电压，R t为电池在 放电过程中的总内阻，P max为电池的最大放电功率。 电池的产热情况与电流和电池内阻有关，如式 (3)所示
地址：广东省深圳市坪山新区金荔科技园4栋 TEL：86（0）0755-2308 8336 FAX：86（0）0755-2308 8396 DATE: 2015/11/04 Cylindrical LIFEPO4 Battery Specification 圆柱型磷酸铁锂电池规格书MODEL/型号: IFR 14500-500mAh 3.2V Prepared By/Date 编制/日期Checked By/Date 审核/日期 Approved By/Date 批准/日期 冯时春/2015.11.04 Customer Approval 客户批准 Signature 确认 Date 日期 Company Name： 公司名称： Company Stamp： 客户印章： --- 保密文件---
地址：广东省深圳市坪山新区金荔科技园4栋 TEL：86（0）0755-2308 8336 FAX：86（0）0755-2308 8396 DATE: 2015/11/04 Amendment Records （修正记录） Edition (版本) Description （记述） Prepared by （编制） Approved by （批准） Date （日期） A First Publish 冯时春2015/11/04
地址：广东省深圳市坪山新区金荔科技园4栋 TEL：86（0）0755-2308 8336 FAX：86（0）0755-2308 8396 DATE: 2015/11/04 1 Scope（适用范围） This specification is applied to the reference battery in this Specification that manufactured by Yinkai Power Technology Co., Ltd. 本说明书适用于本书中所提及的银凯动力科技有限公司制造的电池。 2 Product Specification（产品技术规格） Table 1 (表1) No. (序号) Item （项目） General Parameter (常规参数) Remark （备注） 1 Rated Capacity （额定容量） Typical （标称容量） 500mAh Standard discharge（0.2C 5 A) after Standard charge （标准充电后0.2C5A标准放电） Minimum (最小容量) 475mAh 2 Nominal Voltage （正常电压） 3.2V Mean Operation Voltage （即工作电压） 3 Voltage at end of Discharge （放电终止电压） 2.0V Discharge Cut-off Voltage （放电截止电压） 4 Charging Voltage (充电电压) 3.65V 5 来料电压≥3.3V 6 Internal Impedance (内阻) ≤80mΩ Internal resistance measured at AC 1KH Z after 50% charge （半电态下用交流法测量内阻） The measure must uses the new batteries that within one week after shipment and cycles less than 5 times (使用出货后不到一个星期及循 环次数少于5次的新电池测量) 7 Standard charge （标准充电） Constant Current 0.2C5A Constant Voltage 3.65V 0.01 C cut-off （持续电流：0.2C5A 持续电压：3.65V 截止电流：0.01 C） 8 Standard discharge （标准放电） Constant current 0.2C5A end voltage 2.0V （持续电流：0.2C5A 截止电压：2.0V）
磷酸铁锂电池的安全性能研究 电动车应用最基本的要求是保证安全。电池的安全性归根到底体现的是温度问题。任何安全性问题最终的结果就是温度升高直至失控，直至出现安全事故。电池的安全性检测通常包括过充电、过放电、穿刺、挤压、跌落、加热、短路等，在这些情况下，会引起电池温度上升或部分区域温度过高，达到某一底限温度值，大量的热产生由于不能及时被消散引发一系列放热副反应，从而出现热失控。热失控一旦被引发就完全不能停止，直到所有反应物被完全地消耗，在大多数情况下导致电池的破裂，随之伴有火焰和浓烟，有时甚至是电池的爆炸。在锂电池当中，公认的以LiFePO4为正极材料的锂电池具有最好的安全性能。主要是由于LiFePO4在高温条件下的氧保持能力好，即使在超过500℃的高温也不会失氧，比钴酸锂、锰酸锂及三元材料等药高得多。但在滥用条件下，即使LiFePO4为正极的锂电池，也会出现安全性问题。本文主要研究和分析不同的安全性检测条件对磷酸铁锂电池的安全性能检测结果的影响。 安全性问题最终的反映是热量累积或能量短时释放引起的温度迅速升高出现失控。在电池滥用过程中，产生热的原因有以下几个方面：（1）负极SEI膜的分解；（2）负极与电解质的反应；（3）电解液的热分解；（4）电解液在正极的氧化反应；（5）正极的热分解；（6）负极的热分解；（7）隔膜的溶解以及引起的内部短路。电池抵抗各种滥用的能力主要取决于产热和散热的相对速度。当电池的散热速度低于产热速度时，它可能会遭受热失控。 1. 测试对象与设备 2. 试验 3. 结果与分析 3.1过充电 锂离子电池在充电时发生式(1)所示的反应，Li 不完全脱出，生成物为 LiFePO4和 FePO4。LiFePO4—— LiFePO4+ FePO4+ Li +xe 电池过充时，Li+大量脱出，生成的 FePO4增多，引起较大的极化电阻和极化电势，使电池的电压快速升高；过多的锂脱出，极片上的粘结剂被破坏，使正极膏片从集流体上脱离，出现大面积掉膏，脱出的 Li 聚集在负极片上，形成点状白点；电池正极附近的高氧化氛围引起电解液氧化分解使过充电池剩余的电解液较少，电解液分解产生更多的热量和气体，使电池鼓胀加剧，爆炸的可能性加大；LiFePO4在过充时发生了不可逆分解，有氧气和含 Fe 的
产品规格书 产品名称：锂离子电池 产品型号：HTCF18650-1500mAh-3.2V 制订:周会 审核:李涛 批准:
目录 1. 适用范围 (3) 2. 型号 (3) 3. 外观及尺寸 (3) 4. 主要技术参数 (3) 5. 性能曲线 (4) 6. 安全性能 (5) 7. 环境适应性能 (6) 8. 标准测试环境 (6) 9. 储存及其它事项 (6) 10. 电池使用操作注意事项 (6)
1. 适用范围 本产品规格书描述了海特电子集团有限公司（以下简称海特电子）生产的锂离子电池产品性能指标。 2. 型号 HTCF18650-1500mAh-3.2V 3. 外观及尺寸 项目尺寸(mm) 直径（Ф）18.2±0.1 高度（H）64.8±0.4 4. 主要技术参数 序号项目标准 备注 1 标称容量1500mAh 0.5C，（本型号1C电流值为1500mA） 2 容量范围1450~1550mAh 0.5C 3 标称电压 3.2 V 4 交流内阻≤60mΩ加PTC型 5 充电 条件 截止电压 3.65±0.05V 以0.5C恒流充电至3.65V，恒压充电至电 流降至0.01C截止截止电流0.01C 6 放电截至电压 2.5V 7 循环性能2000次1C充电/1C放电，容量保持率≥80%，100%DOD 8 最大持续放电电流 4.5A 9 脉冲放电电流10A，5s 10 工作温度充电：0°C ~ 55°C；放电：-20°C ~ 60°C 11 储存温度-20°C ~ 45°C 12 电池重量42g (约)
5. 性能曲线 18650-1500mAh-3.2V电池0.5C充放电曲线 2 2.22.42.62.83 3.23.43.63.80 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 容量/mAh 电压/V 充电放电 18650-1500mAh-3.2V 不同倍率放电曲线 2 2.32.62.9 3.23.53.80 200 400 600 800 10001200140016001800 容量/mAh 电压/V 0.1C 0.2C 0.5C 1C 2C 3C 18650-1500mAh-3.2V 不同温度放电曲线（0.5C） 1 1.52 2.53 3.540 300 600 9001200 1500 1800 容量/mAh 电压/V 60℃30℃10℃0℃-10℃-20℃-40℃