磷酸鐵鋰離子電池的充電器與一般鋰離子電池是不同的。鋰離子電池的最高終止充電電壓是4.2V,磷酸鐵鋰離子電池是3.65V。磷酸鐵鋰離子電池的充電提議使用CCCV充電方式,即先恆流後恆壓。恆流提議0.3C。恆壓提議3.65V.即恆流過程中0.3C電流充,當電池電壓到達3.65V後,採用3.65V電壓恆壓充電,當充電電流低於0.1C(或0.05C)時停止充電,即電池已經洋溢。
一般磷酸鋰鐵電池充電上限電壓3.7~4V,放電下限電壓2~2.5V,綜合考慮放電容量、放電中值電壓、充電時間、恆流容量百分比、安全性這5個方面,採用恆流恆壓的充電辦法,有關磷酸鐵鋰離子電池,充電限制電壓設定在3.55~3.70V較合理,推薦值為3.60~3.65V,放電下限電壓2.2V~2.5V。
磷酸鐵鋰離子電池充放電原理
磷酸鐵鋰離子電池的充放電反應是在LiFePO4和FePO4兩相之間進行。在充電過程中,LiFePO4逐漸脫離出鋰離子形成FePO4,在放電過程中,鋰離子嵌入FePO4形成LiFePO4。
電池充電時,鋰離子從磷酸鐵鋰晶體遷移到晶體表面,在電場力的作用下,進入電解液,然後穿過隔膜,再經電解液遷移到石墨晶體的表面,而後嵌入石墨晶格中。與此同時,電子經導電體流向正極的鋁箔集電極,經極耳、電池正極柱、外電路、負極極柱、負極極耳流向電池負極的銅箔集流體,再經導電體流到石墨負極,使負極的電荷達至平衡。鋰離子從磷酸鐵鋰脫嵌後,磷酸鐵鋰轉化成磷酸鐵。
電池放電時,鋰離子從石墨晶體中脫嵌出來,進入電解液,然後穿過隔膜,經電解液遷移到磷酸鐵鋰晶體的表面,然後重新嵌入到磷酸鐵鋰的晶格內。與此同時,電子經導電體流向負極的銅箔集電極,經極耳、電池負極柱、外電路、正極極柱、正極極耳流向電池正極的鋁箔集流體,再經導電體流到磷酸鐵鋰正極,使正極的電荷達至平衡。