磷酸铁锂电池(简称:铁锂电池、铁电池,本文称“铁电池”),是一种正极材料为磷酸亚铁锂(LiFePO4)的新型蓄电池,由于铁电池具有循环寿命长、耐高温、体积小、重量轻、无污染等优点,移动通信、电动汽车、国家电网等行业都在对其进行研究和使用。其中通信行业在各研究院所威廉希尔官方网站 专家的初步论证下建立了多种铁电池的试验站点,探究铁电池的节能减排效益。
本文将结合现有应用案例,拟对通信用磷酸铁锂电池的节能减排应用方向、困难以及前景进行探讨分析,以起到抛砖引玉的作用,吸引更多的行业专家对此类新型蓄电池予以关注和研究。
磷酸铁锂铁电池简介
1990年,索尼公司率先在实验室推出了以LiCoO2为正极材料的锂离子电池,并于1991年开始产业化生产。与传统的铅酸蓄电池相比,锂离子电池在工作电压、能量密度、循环寿命等方面都具有显著优势。所以,在过去的二十年间锂离子电池被广泛应用于便携电子设备、电动工具等领域。而近几年,随着全球对节能减排的关注,锂离子电池也逐渐被应用于通信、国家电网以及电动汽车等多种行业。对于通信电源行业节能减排来说,要求蓄电池体积更小、重量更轻、寿命更长、更耐高温、维护更容易、性能更稳定、更环保等,因此为了顺应这些需求,锂离子电池也正逐渐向大容量电池方向转变,通信用磷酸铁锂电池应运而生。
通信用磷酸铁锂电池与传统的铅酸蓄电池相比,具有以下优点:
(1) 能量密度高:标称电压为3.2V,能量密度是铅酸电池的4倍左右,体积小、重量轻;
安全性强:磷酸铁锂正极材料具有良好的电化学性能,充放电平台十分平稳,充放电过程中结构稳定,电池不燃烧、不爆炸、安全性好;
高温性能好:外部温度55℃时电池正常工作;
高功率输出:标准放电为0.2C、可3C充放;
长循环寿命:常温1C充放电,单体经2000次循环后容量仍大于80%;
环保:整个生产过程清洁无毒,所有原料都无毒。
通信用磷酸铁锂电池应用相比传统的铅酸蓄电池更能体现 “节能”、“节材”、“节地”等节能减排工作的需求。
现阶段通信用磷酸铁锂电池产品形式
通信行业用蓄电池常用的电压等级有2V 和12V,与直流开关电源系统配套使用的蓄电池组电压等级为24V、48V,与UPS交流电源系统配套使用的蓄电池组电压等级为24V、36V、48V、96V、240V、384V等。常用的蓄电池组容量等级从25Ah、65Ah、100Ah、150Ah、200Ah、500Ah、1000Ah不等。
为满足通信行业需求,磷酸铁锂电池产品形式主要有12V、48V模块两种类型,容量等级为10Ah、20Ah、50Ah、150Ah、200Ah等,电池模组通过串并联,可以行成多种电压等级、多种容量的电池组,满足开关电源和UPS备电的各种需求
目前磷酸铁锂电池产品的主要以下三种规格:
通过将12V或48V电池模块进行串联组合,可以形成240V、336V、384V电池组,满足UPS交流电源系统、240V/336V高压直流电源系统(HVDC)的备电需求。
通信用磷酸铁锂电池节能减排方向
现阶段的磷酸铁锂电池产品类型相对比较丰富了,如何让其合理的应用于移动通信电源行业呢?
思路是:首先是理清行业需求,其次是分析产品优势,再次是制定差异化的节能减排的应用方案,最后再进行具体的数据对比分析。