科普 | 磷酸铁锂电池组装过程

来源 | 电子爱好者

磷酸铁锂电池是指以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池。关于如何手工焊接软包电池组，演示采用A123软包铁锂，20AH单体电芯。

磷酸铁锂电池简介

磷酸铁锂电池是指以磷酸铁锂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。钴酸锂是目前大多数锂离子电池使用的正极材料。

磷酸铁锂电池的结构和工作原理

LiFePO4电池的内部结构如图1所示。左边是橄榄石结构LiFePO4作为电池的正极，铝箔与电池的正极相连，中间有聚合物隔膜，将正极与负极分开，但锂离子Li 可通过电子e-不能通过，右边是由碳（石墨）组成的电池负极，铜箔与电池负极连接。电池的上下端是电池的电解质，电池由金属外壳密封。

图1 LiFePO4电池内部结构

LiFePO4电池充电时，正极中的锂离子Li 通过聚合物隔膜迁移到负极；负极中的锂离子Li 通过隔膜迁移到正极。锂离子电池以锂离子在充放电时来回迁移命名。

磷酸铁锂电池的特点

高效输出:标准放电为2~5C、可达到连续高电流放电10C，瞬时脉冲放电（10S）可达20C；高温性能好：外部温度65℃内部温度高达95℃，电池放电结束时，温度可达160℃，电池结构安全完好；即使电池内外受损，电池也不燃烧、不爆炸、安全性最好；良好的循环寿命，500次循环后，其放电容量仍大于95%；过度放电至零伏，无损坏；可快速充电；成本低；无记忆效应：可充电池通常在充满未完成的条件下工作，容量将迅速低于额定容量值。这种现象被称为记忆效应。镍氢和镍镉电池具有记忆力，而磷酸铁锂电池没有这种现象。无论电池处于什么状态，都可以随时充电，无需先完成再充电。磷酸铁锂电池体积小，重量轻，规格容量相同，是铅酸电池体积的1/3，重量为铅酸电池的1/3。对环境无污染。电池不含重金属和稀有金属（镍氢电池需要稀有金属），无毒（SGS认证通过)，无污染，符合欧洲要求ROHS规定是绝对的绿色电池。铅酸电池中有大量的铅。如果废弃后处理不当，仍会对环境造成二次污染，磷酸铁锂材料在生产使用过程中无污染。

磷酸铁锂电池组装过程

演示中使用了如何手工焊接软包电池组A123软包铁锂，20AH单体电芯。

1、选择合适的电池、电池类型、电压、内阻需要匹配，组装前请平衡电池。切割电极并打孔。

2、根据孔计算距离，切割绝缘板。

3、用法兰螺母固定电池组，防止螺母脱落。

4、连接并焊线，连接电压采集线(均衡线)时，不要外接保护板，以免意外烧坏保护板。

5、绝缘硅胶再次固定，长时间固化。

6、放置保护板，如果之前忘记做电池平衡，这是电池组装前的最后机会，可以通过平衡线平衡。

7、然后用绝缘板固定整个电池组，用尼龙胶带包装，尼龙胶带更耐用。请注意，我们从未使用过钢壳。虽然钢壳美观坚固，但很难保证电池的组合。如果有些外壳处理不当，很可能会划伤电池，造成漏液，甚至因绝缘不良造成事故。

8、对于电池的整体封装，请必固定电池和保护板，我们的电池测量1米高度仍然保证正常工作。

9、最后包装完成后，硅胶线用于输出和输入。总的来说是铁锂电池，48V 20AH电池组，电池组单重9公斤，重量为同等酸体电池的一半。

10、教程完成后，我们对电池进行了测试，以满足我们的要求。