磷酸铁锂电池在轨道交通供电系统中的应用

刘海鹏

【摘 要】随着轨道交通供电系统智能化和高度自动化的发展趋势，对应急电源提出了更高的要求。磷酸铁锂电池在汽车领域已经广泛采用，在轨道交通领域未大范围采用。本文对磷酸铁锂电池的工作原理进行简述，与常规铅酸电池的性能进行对比、简述磷酸铁锂电池在轨道交通变电应急照明系统中的应用，最后对磷酸铁锂电池存在的问题进行总结。

【关键词】磷酸铁锂电池 轨道交通 铅酸电池

地铁供电系统中蓄电池电源为车站及区间应急照明提供后备电源。目前蓄电池电源普遍采用传统的阀控式密封铅酸蓄电池的形式，该电池以其成本低廉、技术成熟、维护方便得到广泛的应用。然而磷酸铁锂电池具有相对于铅酸电池的体积小、重量轻、能量密度高、密封好、无泄漏、无记忆效应、放电性能好、自放电率低、充电迅速、循环寿命长、工作环境稳定范围宽等特点，所以在供电系统蓄电池电源方面具有非常广泛的应用前景。

1 磷酸铁锂电池的工作原理

锂离子电池的定义是分别用两个能嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极结构的二次电池。人们将这种靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池充放电工作的独特机理的锂离子电池形象地称为“摇椅电池”，俗称“锂电”。磷酸铁锂电池内部结构可分为极板、隔板、电解液、外壳、安全阀、端子等，如图1所示。

图1 磷酸铁锂电池内部结构

图1中，左边是橄榄石结构的LiFePO4，作为电池的正极，由铝箔与电池正极端子连接，右边是由碳（石墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的负极端子连接。……