鐵鋰電池會(huì)爆炸嗎?磷酸鐵鋰電池爆炸問題解析

來源：存能電氣  日期：2019-06-27 10:04  瀏覽量：次

　　鐵鋰電池會(huì)爆炸嗎？磷酸鐵鋰電池爆炸問題解析。過去的幾年，使用三元鋰電池的電動(dòng)汽車多次發(fā)生過起火爆炸。于是負(fù)面新聞相對(duì)較少的磷酸鐵鋰電池，被貼上了“絕對(duì)安全”的標(biāo)簽，成為曾經(jīng)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的首選。但磷酸鐵鋰電池真的不會(huì)爆炸嗎？存能小編為您解析磷酸鐵鋰電池爆炸的原因。

　　鐵鋰電池會(huì)爆炸嗎？

　　磷酸鐵鋰電池在一般情況下是不會(huì)出現(xiàn)爆炸起火的的。正常使用時(shí)磷酸鐵鋰電池的安全性較高，但是事無絕對(duì)，在一些極端情況下還是會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)的。這跟各公司的材料選擇、配比、工藝過程以及后期的使用是有很大關(guān)系的。

　　盡管磷酸鐵鋰材料從熱力學(xué)方面來說，其熱穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定型是目前所有正極材料中最高的，并且在實(shí)際安全性能測試中也被驗(yàn)證，但從材料以及電池內(nèi)在發(fā)生短路的可能性和幾率來看，它可能又是最不安全的。

　　首先，從材料的制備來說，磷酸鐵鋰的固相燒結(jié)反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的多相反應(yīng)，有固相磷酸鹽、鐵的氧化物以及鋰鹽，外加碳的前驅(qū)體以及還原性氣相。為了保證磷酸鐵鋰中的鐵元素是正二價(jià)，燒結(jié)反應(yīng)必須在還原性氣氛中進(jìn)行，而較強(qiáng)的還原性氣氛在將三價(jià)鐵離子還原成正二價(jià)鐵離子的過程中，存在將正二價(jià)鐵離子進(jìn)一步還原成微量單質(zhì)鐵的可能性。

　　單質(zhì)鐵會(huì)引起電池的微短路，是電池中最忌諱的物質(zhì)，這也是日本沒有將磷酸鐵鋰應(yīng)用于動(dòng)力型鋰離子電池中的主要原因之一。此外，固相反應(yīng)一個(gè)顯著的特點(diǎn)是反應(yīng)的緩慢性和不徹底性，這使得在磷酸鐵鋰中存在微量Fe?O?的可能性，美國阿貢實(shí)驗(yàn)室將磷酸鐵鋰高溫循環(huán)性差的缺陷歸結(jié)為Fe?O?在充放電循環(huán)過程中的溶解以及單質(zhì)鐵在負(fù)極上的析出。此外，為了提高磷酸鐵鋰的性能，必須將其顆粒納米化。而納米材料的一個(gè)顯著特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性較低，化學(xué)活性較高，這在某種程度上也增加了磷酸鐵鋰中鐵溶解的幾率，特別是在高溫循環(huán)與儲(chǔ)存條件下。而實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，在負(fù)極上通過化學(xué)分析或者能譜分析，測試到鐵元素的存在。

　　從磷酸鐵鋰電池制備的方面來說，由于磷酸鐵鋰納米級(jí)顆粒較小，比表面積較高，并且由于采用碳包覆工藝，高比表面積的活性炭對(duì)空氣中的水分等氣體具有很強(qiáng)的吸附作用，造成電極加工性能不佳，粘結(jié)劑對(duì)其納米顆粒的粘附力較差。無論在電池制備過程中還是在電池的充放電循環(huán)和儲(chǔ)存時(shí)，納米顆粒都容易從電極上脫離，造成電池的內(nèi)部微短路。

　　磷酸鐵鋰電池爆炸問題解析

　　1、水份含量過高

　　水份可以和電芯中的電解液反應(yīng)，生產(chǎn)氣體，充電時(shí)，可以和生成的鋰反應(yīng)，生成氧化鋰，使電芯的容量損失，易使電芯過充而生成氣體，水份的分解電壓較低，充電時(shí)很容易分解生成氣體，當(dāng)這一系列生成的氣體會(huì)使電芯的內(nèi)部壓力增大，當(dāng)電芯的外殼無法承受時(shí)，電芯就會(huì)爆炸。

　　2、內(nèi)部短路

　　由于內(nèi)部產(chǎn)生短路現(xiàn)象，電芯大電流放電，產(chǎn)生大量的熱，燒壞隔膜，而造成更大的短路現(xiàn)象，這樣電芯就會(huì)產(chǎn)生高溫，使電解液分解成氣體，造成內(nèi)部壓力過大，當(dāng)電芯的外殼無法承受這個(gè)壓力時(shí)，電芯就會(huì)爆炸。

　　3、上部膠

　　激光焊時(shí)，熱量經(jīng)殼體傳導(dǎo)到正極耳上，使正極耳溫度高，如果上部膠紙沒有隔開正極耳及隔膜，熱的正極耳就會(huì)使隔膜紙燒壞或收縮，造成內(nèi)部短路，而形成爆炸。

　　4、高溫膠紙包住負(fù)極耳

　　客戶在負(fù)極耳點(diǎn)焊時(shí)，熱量傳導(dǎo)到負(fù)極耳上，如果高溫膠紙未貼好，負(fù)極耳上的熱量就會(huì)燒壞隔膜，造成內(nèi)部短路，形成爆炸。

　　5、貼底部膠未完全包住底部

　　客戶在底部鋁鎳復(fù)合帶處點(diǎn)焊時(shí)，會(huì)在底部殼壁產(chǎn)生大量的熱，傳導(dǎo)極芯的底部，如果高溫膠紙未完全包住隔膜，會(huì)燒壞隔膜，造成內(nèi)部短路，形成爆炸。

　　6、過充

　　電芯過充電時(shí)，正極的鋰過度放出會(huì)使正極的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，而放出的鋰過多也容易無法插入負(fù)極中，也容易造成負(fù)極表面析鋰，而且，當(dāng)電壓達(dá)到4.5V以上時(shí)，電解液會(huì)分解生產(chǎn)大量的氣體。上面種種均可能造成爆炸。

　　7、外部短路

　　外部短路可能由于操作不當(dāng)，或誤使用所造成，由于外部短路，電池放電電流很大，會(huì)使電芯的發(fā)熱，高溫會(huì)使電芯內(nèi)部的隔膜收縮或完全壞壞，造成內(nèi)部短路，因而爆炸。

　　以上就是磷酸鐵鋰電池爆炸起火的原因，如果我們采取正確的使用方式，我可以有效的避免的鋰電池爆炸的幾率。