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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:

  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

  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(yán)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?zé)犸L(fēng)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(yīng)。

  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(dǎo)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(dāng)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(yīng),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(yīng)。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(fù)極在反應(yīng)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(dǎo)致短路,而短路時發(fā)出的熱量會造成電池?zé)崾Э?,并迅速將溫度升?00℃以上。

  三元鋰電池?zé)岱€(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(yīng)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(xué)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(yīng)。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(rèn)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(yīng)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。

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