磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池安全嗎

來源：存能電氣  日期：2019-06-11 09:28  瀏覽量：次

　　磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池安全嗎？三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池各自特性不同，主要矛盾集中在“能量密度”和“安全性”上。三元鋰電池能量密度更大，但安全性經(jīng)常受到懷疑。磷酸鐵鋰電池雖然能量密度小，但大家說它更安全。

　　磷酸鐵鋰電池安全嗎？

　　磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固，難以分解，即便在高溫或過充時也不會像鈷酸鋰一樣結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱或是形成強氧化性物質(zhì)，因此擁有良好的安全性。

　　磷酸鐵鋰電池的優(yōu)點：

　　磷酸鐵鋰電池的壽命長，循環(huán)壽命在2000次以上。在同樣的條件下，磷酸鐵鋰電池可使用7到8年的時間。

　　使用安全。磷酸鐵鋰電池經(jīng)過嚴格的安全測試，即使在交通事故中也不會發(fā)生爆炸。

　　充電快速。使用專用充電器，1.5C充電40分鐘即可以使電池充滿。

　　磷酸鐵鋰電池耐高溫，磷酸鐵鋰電池熱風值可以達到350到500攝氏度。

　　磷酸鐵鋰電池的容量大。

　　磷酸鐵鋰電池沒有記憶效應。

　　磷酸鐵鋰電池綠色環(huán)保，無毒，無污染，原材料來源廣泛，價格便宜。

　　三元鋰電池安全嗎？

　　1.三元鋰電池是目前安全的鋰離子電池正極材料，不含任何對人體有害的重金屬元素，其橄欖石結(jié)構(gòu)中氧氣很難析出，提高了材料的穩(wěn)定性。

　　2.三元鋰電池生產(chǎn)流程與其他鋰電池品種大體相同，其核心工序有：配料、涂布、輥壓、制片、卷繞。在配料環(huán)節(jié)，三元鋰材料導電性能相對較差，所以，顆粒一般做得更小一些，這樣做的客觀效果是：內(nèi)部排列更為均勻，促使其形成了平衡的電壓平臺，工作時能夠保持電池的狀態(tài)穩(wěn)定。

　　3.充放電是鋰電池兩種基本的工作狀態(tài)。當三元鋰電池充放電時，由于鐵離子氧化能力不強，不會放出氧氣，自然也就難以與電解質(zhì)發(fā)生氧化還原反應，這使得三元鋰電池充放電過程處在一個安全的環(huán)境中。不但如此，三元鋰電池在大倍率放電，甚至過充放電過程中，也難以發(fā)生劇烈的氧化還原反應。同時，鋰在脫嵌后，晶格變化使晶胞體積會縮小，這正好抵銷了碳負極在反應中增加的體積，所以，在充放電中三元鋰電池能夠保持物理結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，消除了體積增大而產(chǎn)生電池爆裂現(xiàn)象的隱患。

　　三元鋰電池在安全性方面卻很不靠譜。車禍中，外力撞擊會損壞電池隔膜，進而導致短路，而短路時發(fā)出的熱量會造成電池熱失控，并迅速將溫度升至300℃以上。

　　三元鋰電池熱穩(wěn)定性較差，堅持不到300℃就會分解出氧分子，遇到電池中可燃的電解液、碳材料后一點就著，產(chǎn)生的熱量進一步加劇正極分解，在極短的時間內(nèi)就會爆燃。相比之下，另一種廣泛應用的磷酸鐵鋰電池可以堅持到700-800℃，而且不會分解出氧分子，安全性要高得多。

　　磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池誰更安全？

　　所謂“安全性”的差異，主要還是在正極材料上。這兩種材料都會在到達一定溫度時發(fā)生分解，三元鋰材料會在200度左右發(fā)生分解。并且三元鋰材料的化學反映更加劇烈，會釋放氧分子，在高溫作用下電解液迅速燃燒，發(fā)生連鎖反應。而磷酸鐵鋰會在700-800度時發(fā)生分解，不會像三元鋰材料一樣釋放氧分子，燃燒沒那么劇烈。說簡單點，就是三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易著火。注意，我們這里提到的只是“材料”。

　　最終決定安全性的，是整個動力電池系統(tǒng)。由于鋰電池的特性，所以必須要有BMS電池管理系統(tǒng)。主要功能包括過充保護）、過放保護、過溫保護、過流保護等功能，一旦發(fā)生意外，能夠立刻切斷電流。所以單純認為三元鋰電池不安全，是不太合適的。三元鋰材料容易熱解，但是不代表三元鋰電池不安全；磷酸鐵鋰材料不易熱解，但是不代表磷酸鐵鋰電池就是安全的。

　　其實，我們更應該關(guān)注的是如何阻止失效電池單體危害其他單體，受工藝水平限制，不可能把所有電池單體一致性保持在100%。

　　以上就是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的安全性對比，磷酸鐵鋰電池相比三元鋰電池，無論是過度充電、短路，還是受到擠壓、撞擊、解體、高溫烘烤，均不會爆炸也不會燃燒，具有很高的安全性。