三元鋰電池的安全性相對(duì)略差嗎？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-19 22:08
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三元鋰電池即三元聚合物鋰電池，正極材料使用鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的鋰離子電池，即含有鎳、鈷、錳三種元素的過(guò)渡金屬嵌鋰氧化物符合材料正極的鋰電池。這種材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三種材料的優(yōu)點(diǎn)，形成了三種材料三相的共熔體系，由于三元協(xié)同效應(yīng)其綜合性能優(yōu)于任一單組合化合物，重量能量密度能夠達(dá)到200Wh/kg。
①與磷酸鐵鋰不同，三元鋰電池電壓平臺(tái)很高，這也就意味著在相同的體積或是重量下，三元鋰電池的比能量、比功率更大。除此之外，在大倍率充電和耐低溫性能等方面，三元鋰電池有很大的優(yōu)勢(shì)。北方冬季的溫度區(qū)間更適合低溫性能更佳的三元鋰電池，而注重耐高溫性能的磷酸鐵鋰電池在北方的冬季會(huì)顯得有些乏力。
②三元鋰電池的安全性相對(duì)略差。三元鋰電池熱穩(wěn)定性較差，250-300℃就會(huì)發(fā)生分解，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。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，存在自燃風(fēng)險(xiǎn)。因此，對(duì)于三元鋰電池而言，其電池管理系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)就至關(guān)重要。
為了提高產(chǎn)品的安全性，使用具有較強(qiáng)耐熱性的材料，采用泄壓閥控制電池內(nèi)的壓力、主動(dòng)控制電池的電流，并且實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池充電狀態(tài)，能夠強(qiáng)制切斷電流回路提高安全性。這些都是可行的提高三元鋰電池安全性的措施。
綜合對(duì)比：磷酸鐵鋰電池更勝一籌
據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）數(shù)據(jù)顯示，2017年，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池裝機(jī)量約為36.39GWh，同比增長(zhǎng)超過(guò)20%。鋰電池技術(shù)路線已在去年發(fā)生巨大變化，三元?jiǎng)恿﹄姵卦谑袌?chǎng)份額中的占比超過(guò)44%，較2016年增長(zhǎng)了一倍。
寧德時(shí)代、比亞迪、國(guó)軒高科等磷酸鐵鋰電池企業(yè)均已開始擴(kuò)大三元電池產(chǎn)能。去年8月，國(guó)軒高科公告稱，其子公司將與中國(guó)冶金科工集團(tuán)有限公司、比亞迪、唐山曹妃甸發(fā)展投資集團(tuán)有限公司聯(lián)手布局三元正極材料，新成立的合資公司注冊(cè)金額為9.37億元。此外，比亞迪今年預(yù)計(jì)將在青海擴(kuò)充10GWh的三元電池產(chǎn)能。
隨著電池包結(jié)構(gòu)開發(fā)技術(shù)的提升，目前磷酸鐵鋰成組能量密度已經(jīng)達(dá)到三元NCM523的水平，并且仍在不斷提升。目前，國(guó)軒高科已完成磷酸鐵鋰單體能量密度180Wh/kg產(chǎn)線升級(jí)改造，在乘用車上系統(tǒng)能量密度接近130Wh/kg，可以滿足400公里左右的續(xù)航里程。國(guó)軒高科計(jì)劃2019年將磷酸鐵鋰單體電芯能量密度提升至接近200Wh/kg。
相比三元鋰電池，原材料價(jià)格低、安全性高、使用壽命長(zhǎng)的磷酸鐵鋰電池明顯更具優(yōu)勢(shì)，許多電池廠商也對(duì)磷酸鐵鋰更大的規(guī)模市場(chǎng)充滿信心。合縱科技在業(yè)績(jī)說(shuō)明會(huì)中表示：公司磷酸鐵鋰需要繼續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)能。比亞迪鋰電事業(yè)部也曾公開表達(dá)了“相信磷酸鐵鋰電池在某一個(gè)局部強(qiáng)勢(shì)回歸”的觀點(diǎn)。 分析指出，真正市場(chǎng)化以后，磷酸鐵鋰低成本、長(zhǎng)壽命、高安全性的優(yōu)勢(shì)在乘用車、商用車和專用車領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)就會(huì)逐漸顯現(xiàn)。
