矿灯用磷酸铁锂电池

第13卷第6期(总第85期)

2008年12月煤　矿　开　采CoalminingTechnologyVo1113No16(SeriesNo185)

December　2008

矿灯用磷酸铁锂电池

徐加伟,路　鑫,王成伟

(山东立业机械装备有限公司,山东新泰271200)

[摘　要]　介绍了矿灯用电池的特点及矿灯磷酸铁锂电池的安全性及发展趋势。[关键词]　矿灯;锂电池;磷酸铁锂电池

[中图分类号]TD621　　[文献标识码]B　　[1006(20077202

BatteryofLithiumI1　,事故原因主要有:

(1)使用钴酸锂、三元材料等热稳定性差的正极材料;

(2)电源附带的保护电路设计及质量存在缺陷,导致电池过充后出现安全问题;

(3)使用操作或维护不当引起电池损坏;

(4)电池制造厂家实力较差、产品质量不合格。

从事故分析中可以看出,之所以出现多次锂离子电池矿灯事故,主要在于生产厂家没有充分考虑矿灯用电池的使用特点及性能要求,而且目前电池生产厂家良莠不齐,导致很多技术和质量水平不达标的企业进入矿灯市场,极大地影响了锂离子电池在该领域的使用。212　不同电源矿灯性能对比

从几年来各个厂家的产品及相关领域的研究报道来看,矿灯普遍向着小体积、低重量、高亮度、照明时间及使用寿命长、免维护的方向发展,LED等新型光源逐步应用于矿灯,极大地提高了矿灯的整体性能。

表1　各种矿灯用化学电源性能对比

指标名称铅酸电池锰酸锂电池磷酸铁锂电池

重量比能量(Wh/kg)30～4560～80100～130单体工作电压/V2316312

安全性能高高极高循环寿命/h200～5004001000环境污染有无无

为矿灯电源,在长期的使用过程中发现该类矿灯具有以下明显缺陷:

(1)矿灯体积大、重量大,增加井下作业人员负担;

(2)矿灯在使用和维护过程中易发生泄漏,内部硫酸外溢造成设备腐蚀及人员伤害事故;

(3)铅酸电池中大量使用铅、锑等重金属,对环境造成严重污染,目前欧盟及美国已经限制铅酸电池的生产;

(4)循环寿命短,存储维护繁琐。近年来,各种新型化学电源不断涌现,镍氢电池、锂离子电池已经逐步应用于各种便携式个人电子消费品当中,随着锂离子电池技术的不断发展,锂离子电池的应用领域逐渐从手机、MP3、蓝牙耳机等小型电源扩展到电动工具、电动自行车、HEV/EV电源等大型电源系统。锂离子电池在上述

应用领域中充分表现出高比能量、长循环寿命的特点,较铅酸电源、镍氢电池性能都有很大提高。2　新型锂离子电池矿灯的应用211　锂离子电池矿灯事故分析

随着便携式电源技术的发展,国内矿灯生产厂家逐渐将镍氢电池、锂离子电池应用于矿灯电池并取得了一定的实践应用经验。但伴随着上述新型电池在矿灯领域的推广应用,在使用过程中也出现了一些安全事故,造成了极为恶劣的影响,甚至有人提出禁止锂离子电池在矿灯电源领域的应用,许多矿灯生产厂家也在犹豫观望中,这些都严重阻碍了锂离子电池在矿灯上的应用。从一些锂离子电池矿

表1为铅酸电池、锰酸锂电池及磷酸铁锂电池3种电源各项性能对比,从表中所列数据可以看出

磷酸铁锂锂离子电池的各项性能指标相比铅酸电池及锰酸锂电池有大幅度提高,完全能够适应新一代矿灯技术发展的需要。

[收稿日期]2008-07-22

[作者简介]徐加伟(1976-),男,山东新泰人,现山东立业机械装备有限公司安票办公室主任。

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总第85期煤　矿　开　采2008年第6期

213　锂离子电池用于矿灯应注意事项

离子电池保护电路设计上更需要注意的是电子元器件的可靠性筛选及电路板检测,确保每个矿灯电源

配备的保护电路板性能稳定可靠。保护电路板设计及检测需要充分考虑矿灯用电源使用环境特点,增加高温高湿条件下的可靠性测试。

(4)建立锂离子电池专用充电站及管理系统　从锂离子电池安全事故中发现很多事故是在电池由锂离子电池充电机,需要采建立专门的充电维护站,采用质量可靠的充电设备对电池进行充电和维护。锂离子电池可以采用015C甚至1C的高倍率充电而不会在性能和安全上受到影响,因此,采用专门的充电站后,可以充分利用锂离子电池的该项特性,实现矿灯电源的快速充电,提高矿灯电源的使用效率并延长电源使用寿命。随着目前锂离子电池充电及维护技术的发展,各种智能化充电设备逐步面世,锂离子电池的充电时间更短、使用寿命延长、维护更为简便、充电安全可靠性也得到很好保障,矿灯使用单位对锂离子矿灯电源的使用管理也越来越智能化,维护成本更为低廉,这些都将对锂离子电池的应用起到积极的推动作用。3　结束语

根据上述分析,认为锂离子电池应用在矿灯领

域要注意以下几个方面:

(1)选择高安全性、热稳定性好的正极材料　从锂离子电池矿灯事故分析中发现,大部分电池采用钴酸锂及三元材料作为正极材料。上述两种材料在低容量手机电池可以满足安全性能要求,但容量增加后就无法满足苛刻的安全性能要求。目前在高危领域应首推安全性能高、热稳定强的磷酸铁锂材料。

(2)的颗粒,正负极配比欠佳,制作工艺控制不良等因素导致。因此,需要在电芯结构设计中对电芯极组结构方式、极耳引出方式上充分考虑,减少内部短路问题点及发生几率。锂离子电池在荷电状态下,从正极材料中脱嵌出的锂离子嵌入到负极材 …… 此处隐藏：141字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……