為什么磷酸鐵鋰電池組具有高安全性？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-03 08:44
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使用安全，是新能源汽車發(fā)展三大關(guān)鍵要素之首。磷酸鐵鋰電池組就是用磷酸鐵鋰作為鋰電池組的正極材料。它是目前所有鋰電池組當(dāng)中最具環(huán)保性的、壽命最高的、安全性最高的、放電率最大的。磷酸鐵鋰電池其熱穩(wěn)定性是目前車用鋰電池中最好的。
磷酸鐵鋰電池組的工作原理和鋰電池組是一樣的，都是通過鋰離子在電池的正負(fù)極通過電解液來回移動充放電的過程。在容量方面，磷酸鐵鋰電池組可以分為三大類：小型、中型和大型。在參數(shù)方面，不同類型電池的同類參數(shù)也是存在差異性的。
磷酸鐵鋰電池組為什么具有高安全性？
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。有報告指出，實際操作中針刺或短路實驗中發(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。
磷酸鐵鋰電池組在高溫下的穩(wěn)定性，可達390℃以上，保證了鋰電池組內(nèi)在的高安全性，不會因過充、溫度過高、短路、撞擊而產(chǎn)生爆炸或燃燒，可以輕松通過針剌實驗。這一安全性特點，對中國還處于幼稚期的新能源汽車產(chǎn)業(yè)來說，是最合適的。
磷酸鐵鋰電池的燃燒需要外部提供氧氣，一旦氧氣源被切斷，火就能熄滅。在極端的情況下，磷酸鐵鋰的燃燒也不激烈，而且火勢擴大也比較緩慢，起火也比較容易被撲滅。
磷酸鐵鋰電池組與單個的磷酸鐵鋰電池相比較而言，擁有很多的優(yōu)點，但也不可避免的有缺點。在優(yōu)點上，磷酸鐵鋰電池組具有高安全性能、高壽命、高溫性能好、容量大、重量輕、環(huán)保性好，但在缺點上，單個的磷酸鐵鋰電池的使用壽命要比電池組壽命高的多得多。另外，在低溫性能方面，磷酸鐵鋰電池組做得還不是很好，導(dǎo)電性能也有待進一步研發(fā)改善。
三元材料的脫氧溫度是200℃，放熱能量超過800J/g，三元鋰電無法通過針剌實驗，表明了三元電池在內(nèi)部短路的情況下，很容易引發(fā)安全事故。
磷酸鐵鋰電池在安全性和循環(huán)壽命上相對于三元鋰電的絕對優(yōu)勢，正是中國新能源汽車關(guān)鍵要素所在和發(fā)展所需。只要明確其發(fā)展地位，加大投入固化這一優(yōu)勢，中國新能源汽車就完全有彎道超車的可能。
當(dāng)電池溫度處于500-600℃高溫時，其內(nèi)部化學(xué)成分才開始分解，而同屬鋰電池的鈷酸鋰電池在180-250℃時就內(nèi)部化學(xué)成分就已處于不穩(wěn)定狀態(tài)。換而言之，磷酸鐵鋰電池組的安全性在鋰電池中首屈一指，也正因如此，其也成為目前電動車電池的主要門類之一。
一般磷酸鐵鋰電池測試項目包括：內(nèi)部短路測試、持續(xù)充電測試、過充電、大電流充電、強迫放電、墜落測試、從高處墜落測試、穿透實驗、平面壓碎試驗、切割實驗、低氣壓內(nèi)擱置測試、熱虐實驗、浸水實驗、灼燒實驗、高壓實驗、烘烤實驗、電子爐實驗等等。
1、擠壓測試：將充滿電的磷酸鐵鋰電池放在一個平面上，由油壓缸施與13±1KN的擠壓力，由直徑為32mm的鋼棒平面擠壓電池，一旦擠壓壓力到達最大停止擠壓，電池不起火，不爆炸即可。
2、撞擊測試：電池充滿電后，放置在一個平面上，將直徑15.8mm的鋼柱垂直置于電池中心，將重量9.1kg的重物從610mm的高度自由落到電池上方的鋼柱上。鋰電池不起火、不爆炸即可。
3、過充測試：將磷酸鐵鋰電池用1C充滿電，按照3C過充10V進行過充試驗，當(dāng)電池過充時電壓上升到一定電壓時穩(wěn)定一段時間，接近一定時間時電池電壓快速上升，當(dāng)上升至一定限度時，電池高帽拉斷，電壓跌至0V，鋰電池沒有起火、爆炸即可。
4、短路測試：將電池充滿電后用電阻不大于50mΩ的導(dǎo)線將電池正負(fù)極短路，測試電池的表面溫度變化，電池表面最高溫度為140℃，電池蓋帽拉開，電池不起火、不爆炸。
5、針刺測試：將充滿電的電池放在一個平面上，用直徑3mm的鋼針沿徑向?qū)㈦姵卮檀?。測試鋰電池包不起火、不爆炸即可。
6、溫度循環(huán)測試：磷酸鐵鋰電池溫度循環(huán)試驗是用來模擬鋰離子電池在運輸或貯存過程中，反復(fù)暴露在低溫和高溫環(huán)境下，鋰離子電池的安全性，試驗是利用迅速和極端的溫度變化進行的。試驗后樣品應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。
