第一篇：電磁式低壓電器的結構和工作原理

第一章 常用低壓電器

電器：電能的生產、輸送、分配與應用起著控制、調節、檢測和保護的作用。根據外界的信號和要求，自動或手動接通或斷開電路，斷續或連續地改變電路參數，以實現對電路或非電路對象的切換、控制、保護、檢測、變換和調節用的電氣設備。

定義：一種能控制電能的器件。

第一節 電磁式低壓電器的結構和工作原理

● 低壓電器：用于交流1200V、直流1500V以下電路的器件 ● 高壓電器：用于交流1200V、直流1500V以上電路的電器。電力傳動系統的組成：

1）主電路：由電動機、（接通、分斷、控制電動機）接觸器主觸點等電器元件所組成。特點：電流大

2）控制電路：由接觸器線圈、繼電器等電器元件組成。

特點：電流小

●任務：按給定的指令，依照自動控制系統的規律和具體的工藝要求對主電路進行控制。

一、低壓電器的分類

1、按使用的系統

1）低壓配電電器

用于低壓供電系統。電路出現故障（過載、短路、欠壓、失壓、斷相、漏電等）起保護作用，斷開故障電路。（動動穩定性、熱穩定性）

例如：低壓斷路器、熔斷器、刀開關和轉換開關等。2）低壓控制電器

用于電力傳動控制系統。能分斷過載電流，但不能分斷短路電流。（通斷能力、操

電器控制與PLC教案 作頻率、電氣和機械壽命等）

例如：接觸器、繼電器、控制器及主令電器等。

2、按操作方式

1）手動電器：刀開關、按鈕、轉換開關 2）自動電器：低壓斷路器、接觸器、繼電器

3、按工作原理

1）電磁式電器：電磁機構控制電器動作 2）非電量控制電器：非電磁式控制電器動作 ◆電磁式電器由感測和執行兩部分組成。

感測部分（電磁機構）：接受外界輸入的信號，使執行部分動作，實現控制的目的。執行部分：觸點系統。

二、電磁機構

電磁機構：通過電磁感應原理將電能轉化成機械能。電磁機構輸入的電信號：電壓、電流

1、電磁機構的結構形式

電磁機構組成：線圈、鐵心(亦稱靜鐵心)和銜鐵(亦稱動鐵心)，1）E形電磁鐵：多用于交流電磁系統。

2）螺管式電磁鐵：多用作索引電磁機構和自動開關的操作電磁機構，少數過電流繼電器也采用。

3）拍合式電磁鐵：用于直流繼電器和直流接觸器，也用于交流繼電器。

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2、電磁機構的線圈

線圈分類：電流線圈

電壓線圈

1）電流線圈：串接在主電路，特點：扁銅條帶或粗銅線繞制，匝數少,內阻小。討論：a 銜鐵動作與否取決于線圈中電流的大小。b 銜鐵動作不改變線圈電流。

2）電壓線圈：并聯在電路

特點：細銅線繞制，匝數多，阻抗大，電流小，常用絕緣較好的電線繞制。討論：銜鐵動作與否取決于線圈的電壓大小。從結構上看，線圈大抵可分為有骨架和無骨架兩種。

▲交流電磁鐵的線圈：有骨架式，線圈形狀做成矮胖型（考慮到鐵心中有磁滯損耗和渦流損耗，為便于散熱之故）。

▲直流電磁機構的線圈：無骨架式，線圈形狀做成瘦高型

3、電磁特性

電磁吸力的近似計算公式： 11?2F?BS? 2?02?0S（1-1）

２式中：。當Ｓ為常數時，Ｆ與Ｂ成正比。1)吸力特性：電磁吸力與氣隙的關系曲線。

說明：吸力特性與線圈勵磁電流種類、線圈連接方式有關。

電器控制與PLC教案 ▲直流電壓線圈的吸力特性

電流為常數(與磁路的氣隙大小無關，取決于線圈的電阻)，根據磁路定律

??IN（1-2）

R∝

1mR

m

則有

吸力F與氣隙 成反比，所以特性為二次曲線形狀：

結論：a直流電壓線圈在銜鐵閉合前后吸力變化很大； b直流電壓線圈中的電流在銜鐵閉合前后不變化。▲交流電壓線圈的吸力特性

交流電壓線圈的阻抗主要決定與線圈的電抗，電阻可以忽略：

當頻率、匝數和電壓都為常數時，磁通為常數時： 為常數，結論：

a交流電壓線圈在銜鐵閉合前后吸力幾乎不變化（如考慮漏磁通，隨 增加）。

b交流電壓線圈中的電流在銜鐵閉合前后隨氣隙 的減小而減小。

電器控制與PLC教案 的減少略有綜上：a銜鐵動作與否取決于線圈兩端的電壓。

b 直流電磁機構的銜鐵動作不改變線圈電流。C交流電磁機構的銜鐵動作改變線圈電流。eg: U型： 6～7倍 E型： 10～15倍

說明：銜鐵卡住不能吸合，或者頻繁動作，交流電壓線圈可能燒毀。

可靠性要求高，或頻繁動作的控制系統采用直流電磁機構，而不采用交流電磁機構。2）反力特性

反力特性：指電磁機構轉動部分的靜阻力與氣隙的關系曲線 電磁機構的反力：作用彈簧、摩擦阻力和銜鐵的重量。電磁機構的反力特性如圖所示：

4、反力特性與吸力特性的配合

F吸 略大于F反

電磁鐵正常工作時銜鐵在吸合的過程中，吸力必須大于反力，但也不能太大否則影響電器的機械壽命

5、短路環

1）單相交流電磁機構存在的問題

磁通是交變：銜鐵產生強烈的振動和噪音，易使電器結構松散、壽命降低，同時使觸頭接觸不良，易于熔焊與燒毀。2）短路環的作用

電器控制與PLC教案 短路環：磁通分相的作用，使合成后的吸力在任一時刻都大于反力，消除振動和噪聲。

短路環的示意圖：

三、觸點系統

1、觸點（執行元件）作用：分斷和接通電路的作用。

2、觸點接觸形式：點接觸、線接觸和面接觸。

點接觸：小電流的觸點 線接觸：中等容量的觸點 面接觸：大容量的觸點

（a）點接觸（b）線接觸(c)面接觸

3、電接觸（接觸電阻）

電接觸：動、靜觸點完全接觸并有工作電流通過。

觸點的接觸過程：

最終閉合位置

（a）最終拉開位置（b）剛接觸位置

（c）

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四、電弧的產生和滅弧裝置

1、電弧的產生及危害 1）電弧的產生

觸點由閉合到斷開時，當電壓超過10～20V和電流超過80～100mA，在拉開的兩個觸點之間將出現強烈的火花，實質是氣體放點的現象，通常稱之為“電弧”。

撞擊電離 熱電子發射 熱電離 形成電弧 2）電弧的危害

a燒灼觸點，降低電器的壽命和電器工作的可靠性。b使觸點的分斷時間延長，嚴重的會產生事故。

2、滅弧裝置

滅弧措施：降低電弧溫度和電場強度。

常用的滅弧方法有：拉長電弧、冷卻電弧和電弧分段 常用的滅弧裝置：

1）磁吹式滅弧裝置（廣泛應用于直流接觸器中）

磁吹滅弧裝置：利用電弧電流本身滅弧，電弧電流愈大，吹弧能力也越強。2）滅弧柵（常用作交流滅弧裝置）

3）滅弧罩（用于交流和直流滅弧。）

采用一個用陶土和石棉水泥做的雨高溫的滅弧罩，用以降溫和隔弧。4）多斷點滅弧

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第二篇：避雷器SPD工作原理和結構

避雷器SPD工作原理和結構

電涌保護器(Surge protection Device)是電子設備雷電防護中不可缺少的一種裝置，過去常稱為“避雷器”或“過電壓保護器”英文簡寫為SPD。電涌保護器的作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設備或系統所能承受的電壓范圍內，或將強大的雷電流泄流入地，保護被保護的設備或系統不受沖擊而損壞。

電涌保護器的類型和結構按不同的用途有所不同，但它至少應包含一個非線性電壓限制元件。用于電涌保護器的基本元器件有：放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。

一、SPD的分類：

1．按工作原理分：

（1）開關型：其工作原理是當沒有瞬時過電壓時呈現為高阻抗，但一旦響應雷電瞬時過電壓時，其阻抗就突變為低值，允許雷電流通過。用作此類裝置時器件有：放電間隙、氣體放電管、閘流晶體管等。

（2）限壓型：其工作原理是當沒有瞬時過電壓時為高阻擾，但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會不斷減小，其電流電壓特性為強烈非線性。用作此類裝置的器件有：氧化鋅、壓敏電阻、抑制二極管、雪崩二極管等。

（3）分流型或扼流型

分流型：與被保護的設備并聯，對雷電脈沖呈現為低阻抗，而對正常工作頻率呈現為高阻抗。

扼流型：與被保護的設備串聯，對雷電脈沖呈現為高阻抗，而對正常的工作頻率呈現為低阻抗。

用作此類裝置的器件有：扼流線圈、高通濾波器、低通濾波器、1/4波長短路器等。

2．按用途分：

（1）電源保護器：交流電源保護器、直流電源保護器、開關電源保護器等。

（2）信號保護器：低頻信號保護器、高頻信號保護器、天饋保護器等。

二、SPD的基本元器件及其工作原理：

1．放電間隙(又稱保護間隙)：

它一般由暴露在空氣中的兩根相隔一定間隙的金屬棒組成，其中一根金屬棒與所需保護設備的電源相線L1或零線（N）相連，另一根金屬棒與接地線(PE)相連接，當瞬時過電壓襲來時，間隙被擊穿，把一部分過電壓的電荷引入大地，避免了被保護設備上的電壓升高。這種放電間隙的兩金屬棒之間的距離可按需要調整，結構較簡單，其缺點時滅弧性能差。改進型的放電間隙為角型間隙，它的滅弧功能較前者為好，它是靠回路的電動力F作用以及熱氣流的上升作用而使電弧熄滅的。

2．氣體放電管：

它是由相互離開的一對冷陰板封裝在充有一定的惰性氣體(Ar)的玻璃管或陶瓷管內組成的。為了提高放電管的觸發概率，在放電管內還有助觸發劑。這種充氣放電管有二極型的，也有三極型的，氣體放電管的技術參數主要有：直流放電電壓Udc;沖擊放電電壓Up(一般情況下Up≈(2～3)Udc;工頻耐受電流In;沖擊耐受電流Ip；絕緣電阻R(>109Ω)；極間電容(1-5PF)

氣體放電管可在直流和交流條件下使用，其所選用的直流放電電壓Udc分別如下：在直流條件下使用：Udc≥1.8U0（U0為線路正常工作的直流電壓）

在交流條件下使用：U dc≥1.44Un(Un為線路正常工作的交流電壓有效

3．壓敏電阻：

它是以ZnO為主要成分的金屬氧化物半導體非線性電阻，當作用在其兩端的電壓達到一定數值后，電阻對電壓十分敏感。它的工作原理相當于多個半導體P-N的串并聯。壓敏電阻的特點是非線性特性好（I=CUα中的非線性系數α），通流容量大（～2KA/cm2），常態泄漏電流小（10-7～10-6A），殘壓低（取決于壓敏電阻的工作電壓和通流容量），對瞬時過電壓響應時間快（～10-8s），無續流。

壓敏電阻的技術參數主要有：壓敏電壓（即開關電壓）UN，參考電壓Ulma；殘壓Ures；殘壓比K(K=Ures/UN)；最大通流容量Imax；泄漏電流；響應時間。

SPD工作原理和結構

壓敏電阻的使用條件有：壓敏電壓：UN≥[（√2×1.2）/0.7]U0（U0為工頻電源額定電壓）

最小參考電壓：Ulma≥（1.8～2）Uac(直流條件下使用)

Ulma≥（2.2～2.5）Uac（在交流條件下使用，Uac為交流工作電壓）

壓敏電阻的最大參考電壓應由被保護電子設備的耐受電壓來確定，應使壓敏電阻的殘壓低于被保護電子設備的而損電壓水平，即(Ulma)max≤Ub/K，上式中K為殘壓比，Ub為被保護設備的而損電壓。

4．抑制二極管：

抑制二極管具有箝位限壓功能，它是工作在反向擊穿區，由于它具有箝位電壓低和動作響應快的優點，特別適合用作多級保護電路中的最末幾級保護元件。抑制二極管在擊穿區內的伏安特性可用下式表示：I=CUα，上式中α為非線性系數，對于齊納二極管α=7～9，在雪崩二極管α=5～7。

抑制二極管的技術參數主要有

（1）額定擊穿電壓，它是指在指定反向擊穿電流（常為lma）下的擊穿電壓，這于齊納二極管額定擊穿電壓一般在2.9V～4.7V范圍內，而雪崩二極管的額定擊穿電壓常在5.6V～200V范圍內。

（2）最大箝位電壓：它是指管子在通過規定波形的大電流時，其兩端出現的最高電壓。

（3）脈沖功率：它是指在規定的電流波形（如10/1000μs）下，管子兩端的最大箝位電壓與管子中電流等值之積。

（4）反向變位電壓：它是指管子在反向泄漏區，其兩端所能施加的最大電壓，在此電壓下管子不應擊穿。此反向變位電壓應明顯高于被保護電子系統的最高運行電壓峰值，也即不能在系統正常運行時處于弱導通狀態。

（5）最大泄漏電流：它是指在反向變位電壓作用下，管子中流過的最大反向電流。

（6）響應時間：10～11s 5．扼流線圈：扼流線圈是一個以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件，它由兩個尺寸相同，匝數相同的線圈對稱地繞制在同一個鐵氧體環形磁芯上，形成一個四端器件，要對于共模信號呈現出大電感具有抑制作用，而對于差模信號呈現出很小的漏電感幾乎不起作用。扼流線圈使用在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號（如雷電干擾），而對線路正常傳輸的差模信號無影響。這種扼流線圈在制作時應滿足以下要求：

（1）繞制在線圈磁芯上的導線要相互絕緣，以保證在瞬時過電壓作用下線圈的匝間不發生擊穿短路。

（2）當線圈流過瞬時大電流時，磁芯不要出現飽和。

（3）線圈中的磁芯應與線圈絕緣，以防止在瞬時過電壓作用下兩者之間發生擊穿。

（4）線圈應盡可能繞制單層，這樣做可減小線圈的寄生電容，增強線圈對瞬時過電壓的而授能力。

6． 1/4波長短路器

1/4波長短路器是根據雷電波的頻譜分析和天饋線的駐波理論所制作的微波信號電涌保護器，這種保護器中的金屬短路棒長度是根據工作信號頻率（如900MHZ或1800MHZ）的1/4波長的大小來確定的。此并聯的短路棒長度對于該工作信號頻率來說，其阻抗無窮大，相當于開路，不影響該信號的傳輸，但對于雷電波來說，由于雷電能量主要分布在n+KHZ以下，此短路棒對于雷電波阻抗很小，相當于短路，雷電能量級被泄放入地。

由于1/4波長短路棒的直徑一般為幾毫米，因此耐沖擊電流性能好，可達到30KA（8/20μs）以上，而且殘壓很小，此殘壓主要是由短路棒的自身電感所引起的，其不足之處是工頻帶較窄，帶寬約為2％～20％左右，另一個缺點是不能對天饋設施加直流偏置，使某些應用受到限制。

三、SPD的基本電路

電涌保護器的電路根據不同需要，有不同的形式，其基本元器件就是上面介紹的幾種，一個技術精通的防雷產品研究工作者，可設計出五花八門的電路，好似一盒積木可搭出不同的結構圖案。研制出既有效又性能價格比好的產品，是防雷工作者的重任 發布日期：2011-3-14 文章作者：雷晟轉載 查看次數：1705

簡 介： 電涌保護器(Surge protection Device)是電子設備雷電防護中不可缺少的一種裝置。電涌保護器的作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設備或系統所能承受的電壓范圍內，或將強大的雷電流泄流入地，保護被保護的設備或系統不受沖擊而損壞。

關鍵字：電涌保護器 防雷 信號傳輸

電涌保護器(Surge protection Device)是電子設備雷電防護中不可缺少的一種裝置，過去常稱為“避雷器”或“過電壓保護器”英文簡寫為SPD。電涌保護器的作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設備或系統所能承受的電壓范圍內，或將強大的雷電流泄流入地，保護被保護的設備或系統不受沖擊而損壞。

電涌保護器的類型和結構按不同的用途有所不同，但它至少應包含一個非線性電壓限制元件。用于電涌保護器的基本元器件有：放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。

一、SPD的分類：

1．按工作原理分：

（1）開關型：其工作原理是當沒有瞬時過電壓時呈現為高阻抗，但一旦響應雷電瞬時過電壓時，其阻抗就突變為低值，允許雷電流通過。用作此類裝置時器件有：放電間隙、氣體放電管、閘流晶體管等。

（2）限壓型：其工作原理是當沒有瞬時過電壓時為高阻擾，但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會不斷減小，其電流電壓特性為強烈非線性。用作此類裝置的器件有：氧化鋅、壓敏電阻、抑制二極管、雪崩二極管等。

（3）分流型或扼流型

分流型：與被保護的設備并聯，對雷電脈沖呈現為低阻抗，而對正常工作頻率呈現為高阻抗。

扼流型：與被保護的設備串聯，對雷電脈沖呈現為高阻抗，而對正常的工作頻率呈現為低阻抗。

用作此類裝置的器件有：扼流線圈、高通濾波器、低通濾波器、1/4波長短路器等。

第三篇：減速機結構工作原理

一、減速機的結構：

減速機一般由箱體、軸系部件和附件三大部分組成(一)箱體

箱體是減速機中所有零件的基座，是支承和固定軸系部件、保證傳動零件的正確相對位置并承受作用在減速機上的荷載的重要零件。箱體一般還兼作潤滑油的油箱，具有充分潤滑和很好的密封箱體零件的作用。

箱體大多做剖分式，由箱座和箱蓋組成（取軸的中心線為剖分面）(二)附件

為保證減速機正常工作和具有完善的性能，減速機箱體上常設置某些必要的裝置和零件，這些裝置和零件及箱體上相應的局部結構統稱為附件。

1、窺視孔和視孔蓋（窺視孔：用于檢查傳動件的嚙合情況和潤滑情況等，并由該孔向箱內注入潤滑油。）

2、通氣器（減速機工作時，箱體內的溫度和氣壓都很高，通氣器能使熱膨脹氣體及時排出，保證箱體內外壓平衡，以免潤滑油沿箱體結合面、軸外伸處及其他縫隙滲漏出來。）

3、軸承端蓋（用以固定軸承外圈及調整軸承間隙，承受軸向力）

4、定位銷（箱蓋和箱座需要兩個圓錐銷定位）

5、油面指示裝置（指示減速機內油面的高度是否符合要求）

6、油塞（排油孔，更換減速機箱體內污油）

7、啟蓋螺釘（為了方便開啟箱蓋，對抗密封膠或水玻璃的粘結作用）

8、起吊裝置（方便搬運）(三)軸系部件

分為：階梯軸和齒輪軸兩種 階梯軸：常用

齒輪軸：當齒輪直徑較小，齒輪與軸做成一體

二、減速機工作原理

減速機一般用于低轉速大扭矩的傳動設備，把電動機、內燃機或其它高速運轉的動力通過減速機的輸入軸上的齒數少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的，普通的減速機也會有幾對相同原理齒輪達到理想的減速效果，大小齒輪的齒數之比，就是傳動比。減速機是通過機械傳動裝置來降低電機（馬達）轉速，而變頻器是通過改變交流電頻率以達到電機（馬達）速度調節的目的。通過變頻器降低電機轉速時，可以達到節能的目的。國內比較有名氣的變頻器生產企業有三晶、英威騰等等。

減速機是一種相對精密的機械，使用它的目的是降低轉速，增加轉矩。它的種類繁多，型號各異，不同種類有不同的用途。減速機的種類繁多，按照傳動類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速機和行星齒輪減速機；按照傳動級數不同可分為單級和多級減速器；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐－圓柱齒輪減速器；按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速機。

通用減速機和專用減速機設計選型方法的最大不同在于，前者適用于各個行業，但減速只能按一種特定的工況條件設計，故選用時用戶需

根據各自的要求考慮不同的修正系數，工廠應該按實際選用的電動機功率（不是減速器的額定功率）打銘牌；后者按用戶的專用條件設計，該考慮的系數，設計時一般已作考慮，選用時只要滿足使用功率小于等于減速器的額定功率即可，方法相對簡單。

第四篇：磷酸鐵鋰電池的結構和工作原理

磷酸鐵鋰電池的結構和工作原理

一、磷酸鐵鋰

磷酸鐵鋰電極材料主要用于各種鋰離子電池，自1996年日本的NTT首次揭露AyMPO4(A為堿金屬，M為CoFe兩者之組合:LiFeCOPO4)的橄欖石結構的鋰電池正極材料之后, 1997年美國德克薩斯州立大學研究群也接著報導了LiFePO4的可逆性地遷入脫出鋰的特性，美國與日本不約而同地發表橄欖石結構(LiMPO4), 使得該材料受到了極大的重視，并引起廣泛的研究和迅速的發展。與傳統的鋰離子二次電池正極材料，尖晶石結構的LiMn2O4和層狀結構的LiCoO2相比，LiMPO4 的原物料來源更廣泛、價格更低廉且無環境污染。

二、磷酸鐵鋰電池原理和特點

電池一般包括：正極、負極、電解質、隔膜、正極引線、負極引線、中心端子、絕緣材料、安全閥、密封圈、PTC（正溫度控制端子）、電池殼等。其中正極材料、負極材料、電解質以及隔膜的不同或者工藝的不同，對電池的性能和價格有著決定性的影響。

通常所稱的鋰電池，是以各種含鋰材料為正極材料的電池，目前市場上的鋰離子電池正極材料主要是鈷酸鋰（LiCoO2）、錳酸鋰（LiMn2O4），另外還有少數采用鎳酸鋰（LiNiO2）以及二元/三元聚合物作正極材料的鋰離子電池。磷酸鐵鋰電池是用磷酸鐵鋰（LiFePO4，簡稱LFP）材料作電池正極的鋰離子電池，其內部結構如圖一所示：左邊是橄欖石結構的LiFePO4作為電池的正極，由鋁箔與電池正極連接，中間是聚合物的隔膜，它把正極與負極隔開，但鋰離子Li+可以通過而電子e-不能通過，右邊是由碳（石墨）組成的電池負極，由銅箔與電池的負極連接。電池的上下端之間是電池的電解質，電池由金屬外殼、鋁塑復合膜或塑料殼密閉封裝。

LiFePO4電池的工作原理是：電池充電時，正極材料中的鋰離子脫出來，經過電解液，穿過隔膜進入到負極材料中；電池放電時，鋰離子又從負極中脫出來，經過電解液，穿過隔膜回到正極材料中。（注：鋰離子電池就是因鋰離子在充放電時來回遷移而命名的，所以鋰離子電池又稱“搖椅電池”）

2、磷酸鐵鋰電池的性能與特點 2.1 磷酸鐵鋰電池的優勢

一、超長壽命：長壽命鉛酸電池的循環壽命在300次左右，最高也就500次，而磷酸鐵鋰動力電池在室溫下1C充放電循環2000次，容量保持率80%以上；是鉛酸電池5倍，鎳氫電池的4倍，是鈷酸鋰電池4倍，是錳酸鋰電池4-5倍左右。

二、安全性高：磷酸根化學鍵的結合力比傳統的過渡金屬氧化物結構化學鍵強，所以結構更加穩定，并且不易釋放氧氣。磷酸鐵鋰電池在高溫下的穩定性可達400以上，保證了電池內在的高安全性；不會因過充、溫度過高、短路、撞擊而產生爆炸或燃燒。

三、環保且不需要稀有金屬：磷酸鐵鋰電池不含任何（鋰之外）重金屬或者稀有金屬，無毒（SGS認證通過），無污染，符合歐洲RoHS規定，為環保電池。

四、充電速度快，自放電少，無記憶效應：磷酸鐵鋰電池可大電流2C快速充放電，在專用充電器下，2C充電30分鐘內即可使電池充滿95%，起動電流可達2C，而鉛酸電池現在無此性能。

五、體積小，重量輕：商品設計可輕量化，體積是相同容量鉛酸電池的2/3，也較鎳氫電池體積小；重量是相同容量鉛酸電池的1/3，鎳氫電池的2/3左右；

六、電池單體電壓高，放電平臺穩定：為3.2V，串聯少，電池組可靠性高；電池組可靠性高，可作大電流高功率充放電高倍率放電特性：10C充放電效率達到 96%以上，容量保持率90%以上，可實現10C放電；

綜上可知，磷酸鐵鋰電池相對傳統電池和其它鋰電池，具有自身明顯的優勢，表1和表2對其性能和傳統電池及鋰電池進行比較

可見與傳統電池相比，磷酸鐵鋰電池只在價格方面處于一定劣勢，其他各項指標明顯占據優勢。但如果考慮電池壽命，磷酸鐵鋰電池的價格卻是最低的。

磷酸鐵鋰除了振實密度、克容量兩個指標略有不足，其他各項指標均占很大優勢，尤其是在循環性能、環保性、安全性能、原料成本及應用領域方面。

2.2 磷酸鐵鋰電池的劣勢

1、導電性差、鋰離子擴散速度慢。高倍率充放電時，實際比容量低，這個問題是制約磷酸鐵鋰產業發展的一個難點。磷酸鐵鋰之所以這么晚還沒有大范圍的應用，這是一個主要的問題。

2、振實密度較低。一般只能達到0.8-1.3，低的振實密度可以說是磷酸鐵鋰的很大缺點，這決定了它在小型電池如手機電池等沒有優勢，所以其使用范圍受到一定程度的限制。即使它的成本低，安全性能好，穩定性好，循環次數高，但如果體積太大，也只能小量的取代鈷酸鋰。但這一缺點在動力電池方面不會突出。因此，磷酸鐵鋰主要是用來制作動力電池。

3、一致性問題嚴重。單體磷酸鐵鋰電池壽命目前超過2000次，但是制作出來的電池一致性不佳，進而影響到電池組的使用性能和整體壽命，因此應用在動力汽車上存在一定障礙。

4、磷酸鐵鋰電池低溫性能差。磷酸鐵鋰材料的固有特點，決定其低溫性能劣于錳酸鋰等其他正極材料。一般情況下，對于單只電芯，其0℃時的容量保持率約 60～70%，-10℃時為40～55%，-20℃時為20～40%。這樣的低溫性能顯然不能滿足動力電源的使用要求。

5、制造成本高。磷酸鐵鋰具有安全性、環保性、循環次數高等優點是毋庸置疑的，但目前的制造成本相對鉛酸電池、錳酸鋰電池要高，其主要原因是：1）材料物理性能和其他鋰電材料相差較大，其粒度小，振實密度小，比表面積大，材料的加工性能不好，涂敷量低，導致電池成本增加；2）磷酸鐵鋰電池只有 3.2V，比其他的鋰電低20%左右，單體電池要多用20%，導致電池組成本上升較多。

隨著技術的發展，磷酸鐵鋰材料上的這些缺點正在逐步得到解決，其性價比也逐步得到提高，應用范圍也逐漸擴大，我們相信，磷酸鐵鋰電池技術已經進入一個飛速發展階段，正在帶動整個產業從市場的培育導入期進入一個高速增長階段。

三、磷酸鐵鋰電池產業鏈剖析 3.1 磷酸鐵鋰電池產業鏈結構

表3詳細的例舉了磷酸鐵鋰電池產業鏈上各環節利潤率情況及代表廠商

3.2 磷酸鐵鋰原料

磷酸鐵鋰材料原料行業屬于資源性行業，全球各地的鋰資源基本已為各大公司圈地所占，我們認為在鋰資源行業對風險投資已經失去戰略性進入的價值。磷源化合物屬于傳統的化工消耗品，已經具有非常成熟的供應商。相對而言，高質量的鐵源化合物國內暫無占有絕對優勢的供應商，存在一定的投資機會，投資者可以關注深圳碩田科技，合肥亞龍等在這一領域領先的企業。

3.3 國內磷酸鐵鋰正極材料廠商情況

目前國際上磷酸鐵鋰材料知名的廠商主要是美國A123、加拿大的Phostech以及美國Valence。這些廠商都已經發展出十分成熟的量產技術，其中最大的產能5000噸/年以上。中國企業從2001年就陸續啟動磷酸鐵鋰材料開發，歷經6年時間，北大先行終在2007年突破了磷酸鐵鋰從實驗室技術到中試生產技術的一系列技術及工程問題，并在完善相關工藝過程中，使得磷酸鐵鋰電池的安全性得到了較大程度的提高與保證，奠定了磷酸鐵鋰產品系列化和規模產業化的基礎。總體來看，國內對磷酸鐵鋰的技術研發水平及產業化程度與國際基本同步。在產能方面中國的材料供應商與國外大廠差不多，售價比國外要低，但材料加工性能和穩定性略遜一籌。現階段全國約有50多家電池材料生產廠商，其中真正進入工業化批量生產的僅有天津斯特蘭、北大先行、蘇州恒正等十余家。雖然真正具備供貨能力的企業為數不多，但表明中國企業抓住了此次鋰電池發展機遇，使中國鋰電在動力電池的產業化走在世界前列。表4詳細的列舉了國內前10位的 LFP材料企業及其發展情況

可以看出，國內所有磷酸鐵鋰材料廠家的產品均各有優缺點，沒有一家廠家在技術上絕對的優勢，也未有廠家能大規模的量產。

3.4 負極材料廠家情況

負極材料的平均毛利率大概在20-30%之間，屬于整個新能源電池行業毛利率偏低的領域，這和這個領域技術比較成熟，供貨廠家較多有關。在這一領域有兩家廠商值得關注：深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司和上海杉杉科技有限公司。

深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司開發的“高能量低密度鋰離子電池負極材料（BTR-158-B）”新產品榮獲廣東省重點新產品稱號。根據日本IIT咨詢公司鋰電池相關研究報告，2008年貝特瑞在全球負極材料行業市場占有率為11%，排名第三位，僅次于日 4 本的日立化成（Hitachi Chemical）和精工碳素（Nippon Carbon），在中國市場的占有率則排名第一，2008年市場供貨量達到2360噸，主要客戶為力神、ATL、比克和A123。

上海杉杉科技有限公司是由杉杉集團與寧波杉杉股份[16.85 0.90%]有限公司共同投資組建。現主營鋰離子電池炭負極材料---中間相炭微球（簡稱CMS）、改性人造石墨微粉（簡稱CMP）的生產和銷售，年產能達到1200噸。根據日本IIT咨詢公司報告，上海杉杉2008年負極材料實際供貨量達到1650噸，市場占有率位列第6名，主要客戶為BYD、力神、ATL及比克。

3.5 隔膜廠家情況

隔膜屬于技術含量高，投資較大的產業，現階段國內在隔膜技術上尚未形成突破，高端主要以進口為主，導致隔膜價格高昂，但是對企業來說可以享受較高的毛利。國內在隔膜領域有一定技術積累和規模的企業是深圳的星源材質和金輝高科。

深圳市星源材質是專業從事微孔隔膜研發、生產和銷售的高新科技企業。公司承擔兩項國家863開發項目；四項科研成果通過鑒定；申請專利34項；鋰電池隔膜生產技術處于國內領先地位。目前，公司擁有干法生產線兩條，濕法生產線一條，可以生產12μm到40μm不同規格的鋰電池隔膜，其中干法生產線于 2008年1月啟動，總投資人民幣4788萬元，年產能1000萬平方米，該生產線于2008年9月正式投產，成為我國具有國際水平的干法生產鋰電池隔膜的第一家。此外，年設計生產能力5000萬平方米的鋰電池隔膜生產基地正在建設之中。公司先后被評為國家火炬計劃重點企業，深圳市民營領軍骨干企業，最近又被福布斯評為09年最有潛力企業。

佛山市金輝高科光電材料有限公司由佛塑股份與BYD共同出資281萬美元組建，其中佛塑股份占55%股權；BYD占45%股權，經營范圍包括離子滲透微孔薄膜、功能性聚合物膜片、絕緣薄膜、各種用途半透膜等環保用有機膜類制品，擁有特種電池用離子滲析微孔薄膜生產能力756萬平方米/ 年。根據佛塑股份最新公告：預計金輝高科2008年實現營業收入7592萬元，凈利潤3585萬元。

3.6 鋰電池電解液廠家情況

綜合來說，鋰電池電解液是個需求量大，毛利率較高的部分，具有巨大的投資價值，現階段國內市場上，江蘇國泰華榮、珠海賽緯電子、天津金牛等公司具有一定的優勢。

國泰華榮是江蘇國泰控股的一家以有機硅材料、鋰電池材料為發展方向的國家重點高新技術企業。公司裝備技術、生產規模、技術水平和市場占有率在國內均處于領先地位。其電解液產品包括一次鋰電池電解液、二次鋰離子電池電解液、動力電池電解液和超級電容器電解液等。2008年公司電解液年產能達到3000噸，產能在國內排名第一，占國內30%市場份額，在全球排名第五位。目前公司在江蘇揚子江化工園區新建了5000萬噸產能，廠房已經建設完畢，預計09年10-11月正式生產。

珠海市賽緯電子材料有限公司是一家新成立的高科技民營企業，一期投資1000萬元人民幣新建產能為年產1000噸的鋰電池，鋰離子電池和超級電容器電解液生產線，廠區占地面積3000平方米，主要生產和銷售功能型電解液：提高鋰離子電池高溫性能，安全性和低溫性能等鋰離子電池和聚合物電池電解液，為客戶量身定制適用于錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料，改性天然石墨等正負極材料的電解液。

天津金牛電源材料有限責任公司是由河北邢臺礦業（集團）有限責任公司與天津化工研究設計院共同出資組建的。現已建成的成套的電解質鹽生產、溶劑精制、電解液配制和包裝生產線，主要產品有：六氟磷酸鋰（規模為80噸/年）、高純溶劑（規模為500噸/年）、鋰離子電池用電解液以及相關電池材料。天津金牛公司是國內唯一一家采用自主研發技術、國產原料與裝備生產六氟磷酸鋰產品的企業。

3.7 電芯制造廠家情況

電芯生產由于生產工藝和技術相對成熟，在有穩定的正極材料貨源情況下，國內大部分鋰離子電池廠商均能生產出磷酸鐵鋰電芯，但由于制造動力電池涉及到電芯的組合，必須保證電芯的一致性，這樣對電池的生產設備提出了更高更專業的要求，所以設備資金投入很大，一般來說，建設一條磷酸鐵鋰電芯生產線至少需要 5000萬元的啟動資金。創業企業在進入這一領域會非常困難，傳統的電池生產企業將具有較大的優勢。下表列出了國內電芯生產的主要企業及其情況。

生產工藝流程：

購買設備清單：

生產車間規劃：

第五篇：掃描電鏡的基本結構和工作原理（精選）

掃描電鏡的基本結構和工作原理

掃描電子顯微鏡利用電子槍發射的電子束，經過幾級電磁透鏡縮小后，電子束到達樣品，激發樣品中的二次電子，二次電子被探測器接收，通過信號處理并調制顯示器上一個像素發光，由于電子束斑直徑是納米級別，而顯示器的像素是100微米以上，這個100微米以上像素所發出的光，就代表樣品上被電子束激發的區域所發出的光。實現樣品上這個物點的放大。如果讓電子束在樣品的一定區域做光柵掃描，并且從時空上一一對應調制顯示器的像素的亮度，便實現這個樣品區域微觀形貌的放大成像。細聚焦電子束在樣品表面逐點掃描，與樣品相互作用產行各種物理信號，這些信號經檢測器接收、放大并轉換成調制信號，最后在熒光屏上顯示反映樣品表面各種特征的圖像。掃描電鏡具有景深大、圖像立體感強、放大倍數范圍大、連續可調、分辨率高、樣品室空間大且樣品制備簡單等特點，是進行樣品表面研究的有效分析工具。

掃描電鏡所需的加速電壓比透射電鏡要低得多，一般約在1～30kV，實驗時可根據被分析樣品的性質適當地選擇，最常用的加速電壓約在20kV左右。掃描電鏡的圖像放大倍數在一定范圍內(幾十倍到幾十萬倍)可以實現連續調整，放大倍數等于熒光屏上顯示的圖像橫向長度與電子束在樣品上橫向掃描的實際長度之比。掃描電鏡的電子光學系統與透射電鏡有所不同，其作用僅僅是為了提供掃描電子束，作為使樣品產生各種物理信號的激發源。掃描電鏡最常使用的是二次電子信號和背散射電子信號，前者用于顯示表面形貌襯度，后者用于顯示原子序數襯度。

掃描電鏡的基本結構可分為電子光學系統、掃描系統、信號檢測放大系統、圖像顯示和記錄系統、真空系統和電源及控制系統六大部分。

必須拋光而不需腐蝕。