科普 | 磷酸铁锂电池组装过程

磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。关于如何手工焊接软包电池组，演示当中采用的是A123软包铁锂，20AH单体电芯。

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磷酸铁锂电池简介

磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。

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磷酸铁锂电池结构与工作原理

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。

图1 LiFePO4电池内部结构

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。

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磷酸铁锂电池的特点

• 高效率输出：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；
• 高温时性能良好： 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℃，电池的结构安全、完好；
• 即使电池内部或外部受到伤害，电池不燃烧、不爆炸、安全性最好；
• 极好的循环寿命，经500次循环，其放电容量仍大于95%；
• 过放电到零伏也无损坏；
• 可快 速充电；
• 低成本；
• 无记忆效应： 可充电池在经常处于充满不放完的条件下工作，容量会迅速低于额定容量值，这种现象叫做记忆效应。 镍氢、镍镉电池存在记忆性，而磷酸铁锂电池无此现象，电池无论处于什么状态，可随充随用，无须先放完再充电。
• 体积小、重量轻，同等规格容量的磷酸铁锂电池的体积是铅酸电池体积的1/3，重量是铅酸电池的1/3。
• 对环境无污染，该电池不含任何重金属与稀有金属（镍氢电池需稀有金属），无毒（SGS认证通过），无污染，符合欧洲ROHS规定，为绝对的绿色环保电池。 铅酸电池中却存在着大量的铅，在废弃后若处理不当，仍将对环境形成二次污染，而磷酸铁锂材料无论在生产及使用过程中，均无污染。

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磷酸铁锂电池组装过程

关于如何手工焊接软包电池组，演示当中采用的是A123软包铁锂，20AH单体电芯。

1、选用合适的电芯，电芯类型，电压，内阻需要匹配，组装前请对电芯做好均衡。剪切电极并打孔。

2、依据孔计算好距离，裁制绝缘板。

3、上好螺丝，请使用法兰螺母，防止螺帽脱落，上好螺丝连接好，就可以固定住电池组了。　

4、连接并焊线，连接电压采集线（均衡线）的时候，不要外接保护板，避免保护板意外烧坏。

5、绝缘硅胶再次固定，这种硅胶时间长了会固化。

6、安放保护板，如果之前忘记做电芯的均衡，这是电池组装前的最后机会了，可以通过均衡线做均衡。

7、再用绝缘板来固定整个电池组，用尼龙胶带封装，尼龙胶带比较耐力，请注意我们一直不使用钢铁材质的外壳，钢铁材质的外壳固然美观坚固，但是电芯结合度很难保障，一些外壳未处理好很可能会划伤电芯造成漏液，甚至因绝缘不好引起事故。

8、再整体封装电芯，请务必固定好电芯和保护板，我们的电芯实测1米高度摔下仍然保证正常工作。

9、最后的封装完成，输出输入均采用硅胶线。整体因为是铁锂电芯，48V 20AH的电池组，电池组单重9公斤，重量是同等酸体电池的一半。

10、教程完成，电池完成后我们做了检测，可以满足我们的要求。