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磷酸铁锂电池,是一种使用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料,碳作为负极材料的锂离子电池,单体额定电压为3.2V,充电截止电压为3.6V~3.65V。充电过程中,磷酸铁锂中的部分锂离子脱出,经电解质传递到负极,嵌入负极碳材料;同时从正极释放出电子,自外电路到达负极,维持化学反应的平衡。放电过程中,锂离子自负极脱出,经电解质到达正极,同时负极释放电子,自外电路到达正极,为外界提供能量。

锂电后段生产工艺主要为分容、化成、检测和包装入库四道工序,占生产线价值量约35%。化成和分容作为后段工艺中主要环节,对成型的电池进行激活检测,由于电池的充放电测试周期长,因此设备的价值量高。化成工艺的主要作用在于将注液封装后的电芯充电进行活化,分容工艺则是在电池活化后测试电池容量及其他电性能参数并进行分级。化成和分容分别由化成机和分容机通常由自动化分容化成系统完成。

电芯主要由正极、负极、隔膜和电解液组成。主要工作原理是靠锂离子的在正极和负极之间的迁移实现充电和放电。充电过程需要外界能量,即电网电能,相当于把电网的电能储存在电池中;放电过程可自发完成,这个过程将储存的能量释放出来。

锂电池的正极是将正极材料(如LFP、NCM)涂布在铝箔(集流体)上,负极是将负极材料(如石墨、LTO)涂布在铜箔(集流体)上。一般情况下电池是根据正极材料来命名,所以一般称三元电池或磷酸铁锂电池;而钛酸锂电池中LTO是负极材料,因此这算是以负极材料命名电池的特例。在翻阅国外文献的时候发现文中常将正极材料称为阴极(Cathode),将负极材料称为阳极(Anode),一开始并不是非常理解,因为我们一般认为,发生还原反应的电极是阴极,发生氧化反应的电极是阳极;而电池在放电和充电切换的过程中阴阳极也随之在变化。后来慢慢有点想明白,这个定义应该指的是没有外部能量影响的条件下的情况,所以以放电状态下的反应情况来确定电池的阴阳极。

由于电解液的匹配问题, 三元相对于锰酸锂更容易产气, 这也是造成三元电池安全性不如锰酸锂的一个原因。 但是三元材料的能量密度却比锰酸锂高很多。 所以 现在日本也好, 韩国也好, 成熟的动力产品都是以锰酸锂为主 ,混合三元一起使用 ,既了安全性, 又提升了能量密度 ,这也是今后动力发展的一个趋势。

三元锂电池全称为“三元聚合物锂电池”,是指正极材料使用镍钴锰酸锂(NCM)或者镍钴铝酸锂(NCA)的三元正极材料的锂电池,其中主要用于稳定材料层状结构、提高材料循环和倍率性能的钴元素,是三元电池中不可或缺的贵金属。

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