锂铁电池是一种一次电池,属于锂电池的一种。
简介
锂铁电池是一种
一次电池(不可充电),属于锂电池的一种。
锂铁电池的正极是二硫化亚铁(FeS2),负极是金属锂,使用卷绕方式制成电池,放电时,二硫化亚铁被还原,金属锂被氧化。其能量密度约297Wh/kg,标称电压是1.5V,新电池开路电压近1.8V,接负载时端电压1.5V左右,相对于其他品类的锂电池属于低压锂电池,市场上广泛使用的型号是AA型和AAA型。与同型号的碱性电池和充电电池比较,Li/FeS2电池无论是从低温性能、大电流放电能力、还是贮存寿命,都具有明显的优势,实际工作时放电电压可与碱性电池兼容。
锂铁电池不同于人们通常所说的铁锂电池(LiFePO4)。铁锂电池的全称是
磷酸铁锂电池,属于二次锂离子电池(可充电)。
原理
电池一般包括:正极、负极、电解质、隔膜、正极引线、负极引线、中心端子、材料、安全阀、圈密封圈、TC(正温度控制端子)、电池壳等。
锂铁电池工作时,原理如下:
负极被氧化:Li → Li+ + e
正极被还原:FeS2 + 4e → Fe + 2S2-
总放电反应:FeS2 +4Li → Fe + 2 Li2S
优点
2、适用于大电流放电。
3、电量充足,其实际放电容量超过市面上所有的民用一次或
二次电池。
4、温度范围比其他
一次电池宽广得多,低温性能优异。
5、体积小、重量轻。柱式或者
纽扣电池重量只有同型号碳性电池的70%,碱性电池的 50%。对于民用住宅内的站点,可节省承重加固的费用,进一步加速站点的建设, “节材”优势更加明显。
6、防漏性能明显更好,贮存性能优异,可贮存10年。
7、没有使用有害材料,不污染环境。
现状
基于多种优点,锂铁电池常常被人们称为继
碳性电池、
碱性电池后的第三代
一次电池,但实际上目前并没有出现明显的取代碱性电池的趋势,相关人士认为这是其成本和售价制约了发展的缘故。
对于造成国内锂铁电池价格居高不下的原因,生产厂家做过专门分析,大致归纳为以下几个方面:
1、高价原材料及其带来的特殊生产环境及安全要求:造成锂铁电池高价结果的首要原因是用金属锂带作负极,比碱性电池的锌膏高出许多;
金属锂是活跃元素,因此对生产环境中的温度和湿度都有更高的要求,不但要加装干燥机和空调设备,还要对岗位上的工作人员提高工资。锂铁电池活跃的负极金属锂,加上
电解液易挥发,正极与隔膜均为
可燃物,这些都需要添加相应的设备加以控制,而这些设备是
碳性电池和
碱性电池生产中没有的。
2、对外依赖性强:设备必须进口,由于设备制造商较少,外国设备商可以漫天要价,而且设备遇到故障还得求助于他们,在维修过程中,需要高价进口设备零件及支付高昂维修费。同时,电解液实际上依赖进口,其成分、配方是生产厂家的
商业秘密。
3、生产中的损耗,特别是废品率高:由于锂铁电池的精度要求高,因此,对原料选择及人工操作要求较严。材料上的以次充好及采用不合格原料,或者人为误操作都会使废品率出现或提高。
正是上述内外原因导致了锂铁电池价格难以降低。另一方面,自2006年以来,国家对
碳性电池和
碱性电池规定了环保标准,现有的碱性电池均实现无汞化,这使得锂铁电池取代碱性电池失去了环保优势。