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德国VMF铁锂电池工作原理及特点充电技术

德国VMF铁锂电池工作原理及特点充电技术

铁锂电池的全名是磷酸铁锂锂离子电池,由于其性能特别适合于动力方面的应用,因而也有人叫它“锂铁动力电池”。(以下简称“锂铁电池”)

铁锂电池的工作原理(LiFePO4)

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。

LiFePO4电池主要性能

LiFePO4电池的标称电压是3.2 V、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%)。
 

1、效率输出:标准放电为2~5C、连续高电流放电可达10C,瞬间脉冲放电(10S)可达20C;

2、温时性能良好:外部温度65℃时内部温度则高达95℃,电池放电结束时温度可达160℃。

3、电池的安全性,有一定的改善,但不彻底,还有危险性。

4、好的循环寿命,经500次循环,其放电容量仍大于95%;

5、放电到零伏也无安全问题;

6、快速充电;

7、成本低;

8、环境无污染。
 

(1) 室外一体化铁电池电源解决方案

室外通信基站太阳直射,内置的铅酸蓄电池寿命通常不超过2年,本方案采用磷酸铁锂电池,耐高温性能优异,寿命达到5-10年。

此方案中电池的体积小,重量轻,耐高温、长使用寿命等优势在“节能”“节材”“节地”三个方面实现节能减排的目的,同时有效降低维护运营成本。

(2) 村通等无空调的基站电源解决方案

村通工程的基站都设在偏远的农村,规模小、配置小,基本上都没有空调,而且停电频繁,铅酸电池在恶劣环境下工作的寿命短、更换频繁、偏远农村的维护成本高。改用铁电池,则高温性能好、可深度充放电,循环寿命长,体积小、重量轻,安装轻便,可以在“节能”“节地”“节材”三方面达到节能减排的目的,同时还能改善网络供电质量。

(3) 空间紧张的室内宏基站电源解决方案

室内宏基站数量多,覆盖广,要求供电可靠,所以一般都有两组电池备电。站内铅酸电池占地面积大、重量过重,当话务量增多而引起扩容需求时站内空间制约了新增设备的可能。

如果采用一体化开关电源配合铁电池,则可降低机房中电源及电池的占地面积,满足设备扩容的需求。同时铁电池耐高温性能优异,可以将站内空调启动温度提高到35度左右,能够降低空调的能耗,通过节省电费有效降低运营成本,在“节能”“节地”“节材”三方面达到节能减排的目的。

(4) 室内覆盖/分布式站电源解决方案

原有2G网络的室内覆盖,加之3G及WLAN热点的不断新建,室内覆盖站的数量将进一步增多。由于室内覆盖站点取电一般就近选择市电,选择48V通信电池模块或铁电池UPS进行备电则可有效解决该类问题。

(5) 通信用高压直流电源系统(HVDC)供电方案

针对数据中心的供电方案,行业专家提出了通信用240V/336V高压直流电源系统。该系统对蓄电池的要求的特点是高电压(240V/336V)、短时间、大电流放电。

 
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