磷酸鐵鋰離子電池由正、負極板(正極活性物質(zhì)為磷酸鐵鋰,負極活性物質(zhì)為石墨)、隔膜、電解質(zhì)、極耳和鋁塑膜外殼組成。正負極板是電化學(xué)反應(yīng)的區(qū)域,隔膜、電解質(zhì)供應(yīng)Li+的傳輸通道,通過化成等工藝處理后電池極板表面會形成一層致密的SEI膜(也叫固體電解質(zhì)界面膜),極耳起到引導(dǎo)電流的用途。正極活性物質(zhì)是磷酸鐵鋰,為橄欖石結(jié)構(gòu),其空間和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖7所示。

磷酸鐵鋰與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑以一定的比例混合,涂覆在鋁箔上構(gòu)成正極,負極活性物質(zhì)通常是石墨類材料,通過粘結(jié)劑附著在銅箔上。正負極之間用聚乙烯隔膜(或者是聚丙烯和聚乙烯復(fù)合隔膜)隔開,防止電池短路。隔膜是一種多孔結(jié)構(gòu)的薄膜,充放電過程中Li+可以通過其孔隙,而電子e-不能通過。電池的電解液是六氟磷酸鋰有機溶劑。

梯次磷酸鐵鋰離子電池的管理系統(tǒng)

電池管理系統(tǒng)重要用于對蓄電池充電過程和放電過程進行管理,提高蓄電池使用壽命,并為用戶供應(yīng)相關(guān)信息的電路系統(tǒng)總稱。

電池管理系統(tǒng)BMS,由監(jiān)測、保護電路、電氣、通訊接口、熱管理裝置等組成,是電池保護和管理的核心組成部分,不僅要保證電池安全可靠的使用,而且要充分發(fā)揮電池的性能和延長使用壽命,作為通信用的后備能源,管理系統(tǒng)在開關(guān)電源和電池之間起到一個重要橋梁用途。對電池管理系統(tǒng)的要求必須符合通信電源供電系統(tǒng)的要求,所以電池管理系統(tǒng)的安全管理模式對電池的安全性至關(guān)重要。電池管理系統(tǒng)重要包括數(shù)據(jù)采集單元、計算以及控制單元、均衡單元、控制執(zhí)行單元和通訊單元等。電池管理系統(tǒng)示意圖如圖8所示。BMS在基站間歇式的供電曲線圖如圖9所示。

恒流-恒壓充電階段:充電限制電壓控制(電池單體3.7V,電池組59.2V);

間歇式補充電階段:開路靜置,容量減少X%SOC(其中X取值在75～95之間)時,重新進入補充電狀態(tài),補充電方式也遵循恒流-恒壓充電方式;

在開路靜置狀態(tài)時,若交流電停電,BMS應(yīng)能控制電池組無延遲進入放電狀態(tài)。

即T1和T3為充電過程,T1為恒流-恒壓充電階段,T3為間歇式補充電階段;T2為電池組開路靜置階段;T4為電池組放電過程。