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三元锂电池和磷酸铁锂电池安全吗

来源:九游app手机版  日期:2019-06-06 09:52  浏览量:

  三元锂电池和磷酸铁锂电池安全吗?现在,人们购买新能源汽车客观上要在磷酸铁锂电池和三元锂电池两种技术之间进行二选一的选择。三元锂电池和磷酸铁锂电池各自特性不同,主要矛盾集中在“能量密度”和“安全性”上。三元锂电池能量密度更大,但安全性经常受到怀疑。磷酸铁锂电池虽然能量密度小,但大家说它更安全。

磷酸铁锂电池.jpg

  三元锂电池安全吗?

  三元锂电池是指正极材料使用锂镍钴锰三元正极材料的锂电池,锂离子电池的正极材料有很多种,主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。三元锂电池被业内视为是目前国内纯电动汽车的电池技术路线中正在快速发展的一种,与之相对的是磷酸铁锂电池。

  对于电动汽车来说,不管是商用还是乘用,都是事关人身安全,必须把安全放在第一位!三元锂电池在安全性方面很不靠谱。车祸中,外力撞击会损坏电池隔膜,进而导致短路,而短路时发出的热量会造成电池热失控,并迅速将温度升至300℃以上。

  三元锂电池热稳定性较差,坚持不到300℃就会分解出氧分子,遇到电池中可燃的电解液、碳材料后一点就着,产生的热量进一步加剧正极分解,在极短的时间内就会爆燃。相比之下,另一种广泛应用的磷酸铁锂电池可以坚持到700-800℃,而且不会分解出氧分子,安全性要高得多。正是基于安全性考虑,在中国,搭载三元锂电池的客车一度无法进入工信部新能源汽车推荐车型目录。

  当三元锂电池充放电时,由于铁离子氧化能力不强,不会放出氧气,自然也就难以与电解质发生氧化还原反应,这使得三元锂电池充放电过程处在一个安全的环境中。不但如此,三元锂电池在大倍率放电,甚至过充放电过程中,也难以发生剧烈的氧化还原反应。

  同时,锂在脱嵌后,晶格变化使晶胞终体积会缩小,这正好抵销了碳负极在反应中增加的体积,所以,在充放电中三元锂电池能够保持物理结构的稳定,消除了体积增大而产生电池爆裂现象的隐患。

  通常,三元锂电池组还带有均衡管理系统,通过关键参数控制保证锂电池使用的安全性,这一点则是各类锂电池组的共同特点。电动汽车的电池安全很关键,三元锂电池的好处是体积小、能量密度大,适用于小型车、轻功率车。但是如果技术过关、质量把控得好,大型车上也可以用。

  磷酸铁锂电池安全吗?

  磷酸铁锂电池理论容量是170mAh/g,做成材料的实际可达容量为160mAh/g。在安全性上,磷酸铁锂热稳定高,电解液氧化能力低,因而安全性高;但缺陷是电导率低,体积过大,电解液用量多,由于容量大,电池的一致性较差。

  磷酸铁锂电池是目前最安全的锂离子电池正极材料,不含任何对人体有害的重金属元素,其橄榄石结构中氧气很难析出,提高了材料的稳定性。磷酸铁锂电池生产流程与其他锂电池品种大体相同,其核心工序有:配料、涂布、辊压、制片、卷绕。在配料环节,磷酸铁锂材料导电性能相对较差,所以,颗粒一般做得更小一些,这样做的客观效果是:内部排列更为均匀,促使其形成了平衡的电压平台,工作时能够保持电池的状态稳定。

  磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固,难以分解,即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质,因此拥有良好的安全性。有报告指出,实际操作中针刺或短路实验中发现有小部分样品出现燃烧现象,但未出现一例爆炸事件。

  总的来说,动力电池的安全,是一个系统问题,不只是材料的原因。从之前的纯电动客车自燃事故来看,有三元锂电池,也有磷酸铁锂电池。所以单纯认为三元锂电池不安全,是不太合适的。三元锂材料容易热解,但是不代表三元锂电池不安全;磷酸铁锂材料不易热解,但是不代表磷酸铁锂电池就是安全的。

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