三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池安全嗎

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-06-06 09:52  瀏覽量：次

　　三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池安全嗎？現(xiàn)在，人們購(gòu)買新能源汽車客觀上要在磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池兩種技術(shù)之間進(jìn)行二選一的選擇。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(shuō)它更安全。

　　三元鋰電池安全嗎？

　　三元鋰電池是指正極材料使用鋰鎳鈷錳三元正極材料的鋰電池，鋰離子電池的正極材料有很多種，主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。三元鋰電池被業(yè)內(nèi)視為是目前國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車的電池技術(shù)路線中正在快速發(fā)展的一種，與之相對(duì)的是磷酸鐵鋰電池。

　　對(duì)于電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，不管是商用還是乘用，都是事關(guān)人身安全，必須把安全放在第一位！三元鋰電池在安全性方面很不靠譜。車禍中，外力撞擊會(huì)損壞電池隔膜，進(jìn)而導(dǎo)致短路，而短路時(shí)發(fā)出的熱量會(huì)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(jiān)持不到300℃就會(huì)分解出氧分子，遇到電池中可燃的電解液、碳材料后一點(diǎn)就著，產(chǎn)生的熱量進(jìn)一步加劇正極分解，在極短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)爆燃。相比之下，另一種廣泛應(yīng)用的磷酸鐵鋰電池可以堅(jiān)持到700-800℃，而且不會(huì)分解出氧分子，安全性要高得多。正是基于安全性考慮，在中國(guó)，搭載三元鋰電池的客車一度無(wú)法進(jìn)入工信部新能源汽車推薦車型目錄。

　　當(dāng)三元鋰電池充放電時(shí)，由于鐵離子氧化能力不強(qiáng)，不會(huì)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(guò)程處在一個(gè)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(guò)充放電過(guò)程中，也難以發(fā)生劇烈的氧化還原反應(yīng)。

　　同時(shí)，鋰在脫嵌后，晶格變化使晶胞終體積會(huì)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。

　　通常，三元鋰電池組還帶有均衡管理系統(tǒng)，通過(guò)關(guān)鍵參數(shù)控制保證鋰電池使用的安全性，這一點(diǎn)則是各類鋰電池組的共同特點(diǎn)。電動(dòng)汽車的電池安全很關(guān)鍵，三元鋰電池的好處是體積小、能量密度大，適用于小型車、輕功率車。但是如果技術(shù)過(guò)關(guān)、質(zhì)量把控得好，大型車上也可以用。

　　磷酸鐵鋰電池安全嗎？

　　磷酸鐵鋰電池理論容量是170mAh/g，做成材料的實(shí)際可達(dá)容量為160mAh/g。在安全性上，磷酸鐵鋰熱穩(wěn)定高，電解液氧化能力低，因而安全性高；但缺陷是電導(dǎo)率低，體積過(guò)大，電解液用量多，由于容量大，電池的一致性較差。

　　磷酸鐵鋰電池是目前最安全的鋰離子電池正極材料，不含任何對(duì)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。磷酸鐵鋰電池生產(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)，磷酸鐵鋰材料導(dǎo)電性能相對(duì)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(tái)，工作時(shí)能夠保持電池的狀態(tài)穩(wěn)定。

　　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(guò)充時(shí)也不會(huì)像鈷酸鋰一樣結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱或是形成強(qiáng)氧化性物質(zhì)，因此擁有良好的安全性。有報(bào)告指出，實(shí)際操作中針刺或短路實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有小部分樣品出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象，但未出現(xiàn)一例爆炸事件。

　　總的來(lái)說(shuō)，動(dòng)力電池的安全，是一個(gè)系統(tǒng)問(wèn)題，不只是材料的原因。從之前的純電動(dòng)客車自燃事故來(lái)看，有三元鋰電池，也有磷酸鐵鋰電池。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。