标题：锂铁电池
简介
1990年，索尼公司率先在实验室推出了以LiCoO2为正极材料的锂离子电池，并于1991年开始产业化生产。与传统的铅酸蓄电池相比，锂离子电池在工作电压、能量密度、循环寿命等方面都具有显著优势。所以，在过去的二十年间锂离子电池被广泛应用于便携电子设备、电动工具等领域。而近几年，随着全球对节能减排的关注，锂离子电池也逐渐被应用于通信、国家电网以及电动汽车等多种行业。对于通信电源行业节能减排来说，要求蓄电池体积更小、重量更轻、寿命更长、更耐高温、维护更容易、性能更稳定、更环保等，因此为了顺应这些需求，锂离子电池也正逐渐向大容量电池方向转变，通信用磷酸铁锂电池应运而生。 
锂铁电池是一种一次干电池，属于锂电池的一种。它的分子式是LiFeS2，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。 
锂铁电池的正极是二硫化亚铁，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，实际工作时放电电压可与碱性电池兼容。5号锂铁电池重量约15克，轻于镍氢和碱性锂锰电池。 
优点
1、能够兼容1.5V碱性电池、碳性电池 
2、适用于大电流放电，以劲量L91为例，拥有2A持续放电、3A脉冲放电的能力 
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。以耐时电池为例，在较低截止电压，中大程度电流放电时，放电电量为碱性电池的3倍以上。而当放电电流更大，截至电压更高时，优势会更明显 
4、温度范围比其他一次电池宽广得多，低温性能优异。以劲量L91为例，其工作温度是零下40度至零上60度。 
5、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% 
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 
对比
锂铁电池与传统的铅酸蓄电池相比，具有以下优点： 
（1）能量密度高：标称电压为3.2V，能量密度是铅酸电池的4倍左右，体积小、重量轻； 
（2）安全性强：磷酸铁锂正极材料具有良好的电化学性能，充放电平台十分平稳，充放电过程中结构稳定，电池不燃烧、不爆炸、安全性好； 
（3）高温性能好：外部温度55℃时电池正常工作； 
（4）高功率输出：标准放电为0.2C、可3C充放； 
（5）长循环寿命：常温1C充放电，单体经2000次循环后容量仍大于80%； 
（6）环保：整个生产过程清洁无毒，所有原料都无毒。 
通信用磷酸铁锂电池应用相比传统的铅酸蓄电池更能体现 “节能”、“节材”、“节地”等节能减排工作的需求。 
优势
（1）体积小、重量轻 
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。 
（2）高温性能优异 
优异的耐高温性能可成倍增加户外站电池的寿命，降低维护及更换电池费用，提供系统可靠性；此外在有空调的基站中，可以尝试将空调设置为35度时启动，能有效降低基站平均电耗，“节能”优势更加明显。 
（3）高功率放电 
铁电池在3C以上放电依然能放出全部容量的90%以上，高功率、深度放电的优势能有效降低目前UPS备用电池的总容量、容量降低的时对机房空间及承重要求过大等问题也伴随得到解决， “节地”优势更加明显。 
应用
（1）室外一体化铁电池电源解决方案 
室外通信基站太阳直射，内置的铅酸蓄电池寿命通常不超过2年，本方案采用磷酸铁锂电池，耐高温性能优异，寿命达到5-10年。 
此方案中电池的体积小，重量轻，耐高温、长使用寿命等优势在“节能”“节材”“节地”三个方面实现节能减排的目的，同时有效降低维护运营成本。 
（2）村通等无空调的基站电源解决方案 
村通工程的基站都设在偏远的农村，规模小、配置小，基本上都没有空调，而且停电频繁，铅酸电池在恶劣环境下工作的寿命短、更换频繁、偏远农村的维护成本高。改用铁电池，则高温性能好、可深度充放电，循环寿命长，体积小、重量轻，安装轻便，可以在“节能”“节地”“节材”三方面达到节能减排的目的，同时还能改善网络供电质量。 
（3）空间紧张的室内宏基站电源解决方案 
室内宏基站数量多，覆盖广，要求供电可靠，所以一般都有两组电池备电。站内铅酸电池占地面积大、重量过重，当话务量增多而引起扩容需求时站内空间制约了新增设备的可能。 
如果采用一体化开关电源配合铁电池，则可降低机房中电源及电池的占地面积，满足设备扩容的需求。同时铁电池耐高温性能优异，可以将站内空调启动温度提高到35度左右，能够降低空调的能耗，通过节省电费有效降低运营成本，在“节能”“节地”“节材”三方面达到节能减排的目的。 
（4）室内覆盖/分布式站电源解决方案 
原有2G网络的室内覆盖，加之3G及WLAN热点的不断新建，室内覆盖站的数量将进一步增多。由于室内覆盖站点取电一般就近选择市电，选择48V通信电池模块或铁电池UPS进行备电则可有效解决该类问题。 
（5）通信用高压直流电源系统（HVDC）供电方案 
针对数据中心的供电方案，行业专家提出了通信用240V/336V高压直流电源系统。该系统对蓄电池的要求的特点是高电压（240V/336V）、短时间、大电流放电。如采用机架式磷酸铁锂电池组则有以下优势： 
(a) 重量轻，节省机房加固成本； 
(b) 体积小，可以与HVDC系统以列头柜形式并列安放，不用单独建立电池房，也可节省供电系统的占地面积，提高通信设备机架装机率； 
(c) 铁电池可高倍率放电，降低蓄电池配置的容量； 
(d) 铁电池放电平台稳定,在电池供电模式下稳定的输入电压避免设备因输入电压的大范围波动而引起异常。 
（6）嵌入式UPS交流电源系统供电方案 
对于中小型数据中心，欧美的发达国家还有一种嵌入式UPS分布式供电方案，即用小功率UPS与网络柜配合以机柜为单位为服务器供电。选择铁电池UPS有以下优势： 
（a） 重量轻，节省机房加固成本； 
（b） 体积小，3KVA铁电池机UPS仅占网络柜2U空间，提高服务器装机率； 
（c） 电池长寿命，主机与电池寿命几乎相同，降低电池更换成本； 
（d） 安全性好，铁电池不起火、不爆炸，满足IDC机房高安全性的要求 
现状
目前生产锂铁电池的厂家有：劲量、耐时、南孚、双鹿和海特。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。