磷酸铁锂动力电池设计知识详解
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目录
1 认识磷酸铁锂电池 2 ***高品质电芯 3 ***独特的结构设计 4 ***强大的电池管理系统 5 ***动力锂电池的安全测试
认识磷酸铁锂电池 1 什么是磷酸铁锂电池
铁锂知识
2 磷酸铁锂电池的应用领域
3 磷酸铁锂电池的比较优势
认识磷酸铁锂电池
什么是磷酸铁锂电池 是指以磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。相对其它传统正极材料的 锂电池，磷酸铁锂电池具有安全可靠性高，循环寿命长和经济环保等优 点。
4 电芯寿命及一致性提升技术--H型箔材
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
***电芯
***圆柱型磷酸铁锂电芯技术水平： 32650型，容量5.5Ah 单体能量密度≥120wh/kg 3C充放300次可保持容量96%以上 单体内阻≤8mΩ 月自放电≤2%
结论：***磷酸铁锂电芯技术水平领先于整个行业。
9
***电芯
>1000 较好 -20-55℃ ≤5C 有一定空间 2-3元/Wh
3.8V 100wh/kg
>500 良好 -20-55℃ ≤10C 不大/有限 1.6-1.85元/Wh
3.2V 100-140wh/kg
>2000 优秀 -20-60℃ ≤10C 有很大空间 1.2-1.5元/Wh
能量应用比例
90-95%
磷酸铁锂电池组构成 电芯+结构设计+管理系统
认识磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池应用领域
1、动力类电源 ★ 新能源汽车类电源 ★ 汽车启动类电源
磷酸铁锂电池应用领域
7%
13%
33%
20%
27%
汽车领域 备用电源 风光互补 启动电源 电动自行车及铅酸电池
2、替代不环保铅酸电池 ★ ＵＰＳ电源 ★ 通信电源 ★ 储能类电源 ★ 消费类电源 ★ 电动自行车电源
通气管
安装通气管示意图
结论：***圆柱型铁锂电
池引入了通气管装置，有 效的解决了电芯在过充、 短路、碰撞等极端条件下 因产生高温而导致的安全 问题。
11
***电芯 电芯安全技术--电芯安全阀
当内压达到1.8Mpa时，安全阀会打 开，气体排出，避免爆炸风险。
12
***电芯
电芯性能提升专利技术--端面焊
导电性一般，振实密度低
综合性价比
低
一般
低
高
结论：磷酸铁锂电池＝使用最安全+稳定性最好+性价比最高 6
目录
1 认识磷酸铁锂电池 2 ***高品质电芯 3 ***独特的结构设计 4 ***强大的电池管理系统 5 ***动力锂电池的安全测试
***高品质电芯
1 领先行业的技术水平
***电芯
2 电芯安全技术 3 电芯性能提升专利技术--端面焊
质量保证体系
***电芯 产品质量保证体系
质量管理体系（ISO9001：2008） 质量管理体系（TS16949：2009）
产品所获认证及检测
北京201所 国家客车质量检验中心 信息产业部通信电源产品质量监督检验中心 泰尔认证 欧盟CE安全认证 美国UL认证 欧盟RoHS环保认证 UN38.3普尼认证 MSDS报告
成组把关
纵向过流，横向保护：电池组在串联方向通过点焊螺丝、螺柱连接实 3 现大电流通流，在并联方向通过带保险丝的PCB板来保护电池组安全；
4
对角连接：保证电流通路的导通电阻一致，实现电池的均 流工作；
5
隔氧装置：采用密封箱体，隔绝氧气，确保电池组在任何情况下 不起火、不爆炸。
PACK技术结构特性
牢 固 性： 抗 震 性：
单体电池正负极焊接螺纹铜柱,用螺母紧固连接，牢固性强
按GB/T 2423.10中规定测试电池组的抗机械振动,试验后电池组没有 机械损坏、没有变形和紧固部位的松动现象。电池组完好，无损伤。
抛弃了极耳结构， 采用涂布留白工 艺，制成单侧金 属留白的电芯， 再采用端面焊接
工艺。
分类
32650电池
内阻
8mΩ
充放电倍率 充电温升℃ 放电温升℃
1C
1.8
4.4
3C
15.7
15.8
5C
24.5
28.1
38120端面焊电池
2mΩ
充电温升℃ 放电温升℃
1.9
5.1
9.8
10
11
14
结论：
端面焊技术可 大幅降低电芯 内阻与温升， 提高电池循环 寿命，实现电 池快充快放， 成组无需散热
装置。
***电芯
电芯寿命及一致性提升技术--H型箔材
开发网状三维集流体，该 结构使涂层和集流体的结 合更紧密，附着力更强， 箔材上的微孔可通过电解 液形成离子移动的通道， 整个极片两侧同时参与对 应正负极的反应。
带孔铜箔、铝箔的局部放大图片
结论： 有利于提高 电池性能一 致性、大电 流放电性能 与循环寿命。
***圆柱型磷酸铁锂电芯技术水平： 38120型，容量10Ah 5C充放300次可保持容量96%以上 单体内阻≤2mΩ 月自放电≤2% 3C充放温升≤10℃，5C充放温升≤15℃
结论：***端面焊磷酸铁锂电芯技术水平国际领先。
10
***电芯
电芯安全技术-通气防爆管
原理：在电池发生化 学反应的条件下，内 部产生的气体会首先 聚集于通气管中，有 利于电池内部气体分 散，电芯永不爆炸。
认识磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池的比较优势
比较项目
钛酸锂
镍钴锰锂（三元锂）
锰酸锂
磷酸铁锂
标称电压 质量比能量 循环寿命/次
安全性 工作温度范围 倍率放电性能 材料降价可能性 未来价格（含电子）
2.4V 45-55wh/kg
＞9000 良好 -30-60℃ ≤10C 有一定空间 5-8元/Wh
3.6V 170wh/kg
60-70%
90-95%
90-95%
优点 缺点
循环性能好，稳定性高， 高温稳定性好，抗电介质
可快速充电
腐蚀性好
锰资源丰富，容易制备， 安全性好
高稳定性，安全可靠，循环 性能好，高温性能优异，低
温-20℃可正常工作。
放电电压平台低，能量密 度较低，价格昂贵
充放电时材料晶格会发生 畸变，循环性能差
材料抗溶解性低，深度充 放电会发生晶格畸变，造 成电池容量的迅速衰竭
15
目录
1 认识磷酸铁锂电池 2 ***高品质电芯
3 ***独特的结构设计 4 ***强大的电池管理系统 5 ***动力锂电池的安全测试
***结构设计
设计前准确把握客户需求：设计前对客户需求、产品使用环境 1 、产品的特殊要求进行全面把握、分析与对接；
2
八个一致配档：组合前按八个一致标准挑选单体电池配对、 组合，保证电池组中各串电池性能指标一致；
1 认识磷酸铁锂电池 2 ***高品质电芯 3 ***独特的结构设计 4 ***强大的电池管理系统 5 ***动力锂电池的安全测试
认识磷酸铁锂电池 1 什么是磷酸铁锂电池
铁锂知识
2 磷酸铁锂电池的应用领域
3 磷酸铁锂电池的比较优势
认识磷酸铁锂电池
什么是磷酸铁锂电池 是指以磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。相对其它传统正极材料的 锂电池，磷酸铁锂电池具有安全可靠性高，循环寿命长和经济环保等优 点。
4 电芯寿命及一致性提升技术--H型箔材
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
***电芯
***圆柱型磷酸铁锂电芯技术水平： 32650型，容量5.5Ah 单体能量密度≥120wh/kg 3C充放300次可保持容量96%以上 单体内阻≤8mΩ 月自放电≤2%
结论：***磷酸铁锂电芯技术水平领先于整个行业。
9
***电芯
>1000 较好 -20-55℃ ≤5C 有一定空间 2-3元/Wh
3.8V 100wh/kg
>500 良好 -20-55℃ ≤10C 不大/有限 1.6-1.85元/Wh
3.2V 100-140wh/kg
>2000 优秀 -20-60℃ ≤10C 有很大空间 1.2-1.5元/Wh
能量应用比例
90-95%
磷酸铁锂电池组构成 电芯+结构设计+管理系统
认识磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池应用领域
1、动力类电源 ★ 新能源汽车类电源 ★ 汽车启动类电源
磷酸铁锂电池应用领域
7%
13%
33%
20%
27%
汽车领域 备用电源 风光互补 启动电源 电动自行车及铅酸电池
2、替代不环保铅酸电池 ★ ＵＰＳ电源 ★ 通信电源 ★ 储能类电源 ★ 消费类电源 ★ 电动自行车电源
通气管
安装通气管示意图
结论：***圆柱型铁锂电
池引入了通气管装置，有 效的解决了电芯在过充、 短路、碰撞等极端条件下 因产生高温而导致的安全 问题。
11
***电芯 电芯安全技术--电芯安全阀
当内压达到1.8Mpa时，安全阀会打 开，气体排出，避免爆炸风险。
12
***电芯
电芯性能提升专利技术--端面焊
导电性一般，振实密度低
综合性价比
低
一般
低
高
结论：磷酸铁锂电池＝使用最安全+稳定性最好+性价比最高 6
目录
1 认识磷酸铁锂电池 2 ***高品质电芯 3 ***独特的结构设计 4 ***强大的电池管理系统 5 ***动力锂电池的安全测试
***高品质电芯
1 领先行业的技术水平
***电芯
2 电芯安全技术 3 电芯性能提升专利技术--端面焊
质量保证体系
***电芯 产品质量保证体系
质量管理体系（ISO9001：2008） 质量管理体系（TS16949：2009）
产品所获认证及检测
北京201所 国家客车质量检验中心 信息产业部通信电源产品质量监督检验中心 泰尔认证 欧盟CE安全认证 美国UL认证 欧盟RoHS环保认证 UN38.3普尼认证 MSDS报告
成组把关
纵向过流，横向保护：电池组在串联方向通过点焊螺丝、螺柱连接实 3 现大电流通流，在并联方向通过带保险丝的PCB板来保护电池组安全；
4
对角连接：保证电流通路的导通电阻一致，实现电池的均 流工作；
5
隔氧装置：采用密封箱体，隔绝氧气，确保电池组在任何情况下 不起火、不爆炸。
PACK技术结构特性
牢 固 性： 抗 震 性：
单体电池正负极焊接螺纹铜柱,用螺母紧固连接，牢固性强
按GB/T 2423.10中规定测试电池组的抗机械振动,试验后电池组没有 机械损坏、没有变形和紧固部位的松动现象。电池组完好，无损伤。
抛弃了极耳结构， 采用涂布留白工 艺，制成单侧金 属留白的电芯， 再采用端面焊接
工艺。
分类
32650电池
内阻
8mΩ
充放电倍率 充电温升℃ 放电温升℃
1C
1.8
4.4
3C
15.7
15.8
5C
24.5
28.1
38120端面焊电池
2mΩ
充电温升℃ 放电温升℃
1.9
5.1
9.8
10
11
14
结论：
端面焊技术可 大幅降低电芯 内阻与温升， 提高电池循环 寿命，实现电 池快充快放， 成组无需散热
装置。
***电芯
电芯寿命及一致性提升技术--H型箔材
开发网状三维集流体，该 结构使涂层和集流体的结 合更紧密，附着力更强， 箔材上的微孔可通过电解 液形成离子移动的通道， 整个极片两侧同时参与对 应正负极的反应。
带孔铜箔、铝箔的局部放大图片
结论： 有利于提高 电池性能一 致性、大电 流放电性能 与循环寿命。
***圆柱型磷酸铁锂电芯技术水平： 38120型，容量10Ah 5C充放300次可保持容量96%以上 单体内阻≤2mΩ 月自放电≤2% 3C充放温升≤10℃，5C充放温升≤15℃
结论：***端面焊磷酸铁锂电芯技术水平国际领先。
10
***电芯
电芯安全技术-通气防爆管
原理：在电池发生化 学反应的条件下，内 部产生的气体会首先 聚集于通气管中，有 利于电池内部气体分 散，电芯永不爆炸。
认识磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池的比较优势
比较项目
钛酸锂
镍钴锰锂（三元锂）
锰酸锂
磷酸铁锂
标称电压 质量比能量 循环寿命/次
安全性 工作温度范围 倍率放电性能 材料降价可能性 未来价格（含电子）
2.4V 45-55wh/kg
＞9000 良好 -30-60℃ ≤10C 有一定空间 5-8元/Wh
3.6V 170wh/kg
60-70%
90-95%
90-95%
优点 缺点
循环性能好，稳定性高， 高温稳定性好，抗电介质
可快速充电
腐蚀性好
锰资源丰富，容易制备， 安全性好
高稳定性，安全可靠，循环 性能好，高温性能优异，低
温-20℃可正常工作。
放电电压平台低，能量密 度较低，价格昂贵
充放电时材料晶格会发生 畸变，循环性能差
材料抗溶解性低，深度充 放电会发生晶格畸变，造 成电池容量的迅速衰竭
15
目录
1 认识磷酸铁锂电池 2 ***高品质电芯
3 ***独特的结构设计 4 ***强大的电池管理系统 5 ***动力锂电池的安全测试
***结构设计
设计前准确把握客户需求：设计前对客户需求、产品使用环境 1 、产品的特殊要求进行全面把握、分析与对接；
2
八个一致配档：组合前按八个一致标准挑选单体电池配对、 组合，保证电池组中各串电池性能指标一致；