梯次磷酸鐵鋰離子電池的工作原理

電池充電時,Li+從磷酸鐵鋰材料中遷移到晶體表面,從正極板材料中脫出,在電場力的用途下,進入電解液,穿過隔膜,再經(jīng)電解液遷移到負極石墨晶體的表面,然后嵌入負極層狀石墨材料中。與此同時,電子流通過正極的鋁箔,經(jīng)極耳、電池極柱、負載、負極極柱、負極耳流向負極的銅箔電極,再經(jīng)導(dǎo)電體流到石墨負極,使電荷達至平衡。

電池放電時,Li+從層狀石墨晶體中脫嵌,進入電解液,穿過隔膜,再經(jīng)電解質(zhì)遷移到磷酸鐵鋰晶體的表面,然后重新嵌入到磷酸鐵鋰的材料中。與此同時,電子經(jīng)導(dǎo)電體流向負極的銅箔電極,經(jīng)極耳、電池負極柱、負載、正極極柱、正極極耳流向電池正極的鋁箔電極,再經(jīng)導(dǎo)電體流到磷酸鐵鋰正極,使電荷達至平衡。

梯次磷酸鐵鋰離子電池的管理系統(tǒng)

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。

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。