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三元鋰電池的正極材料及保養(yǎng)方法有哪些?

來源:寶鄂實業(yè)    2019-04-27 12:33    點擊量:
三元聚合物鋰電池是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2)三元正極材料的鋰電池,三元復合正極材料前驅體產(chǎn)品,是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,里面鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實際需要調(diào)整。三元鋰電池能量密度更大,但安全性經(jīng)常受到懷疑。
  之所以會有這樣的原因是即便這兩種材料都會在到達一定溫度時發(fā)生分解,三元鋰材料會在更低的200度左右發(fā)生分解,而磷酸鐵鋰材料是在800度左右。并且三元鋰材料的化學反映更加劇烈,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。說簡單點,就是三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易著火。不過需要注意的是,我們提到的是材料,而不是已經(jīng)成為成品的電池。
  正因為三元鋰材料有這樣的安全隱患,所以廠商也在努力往抑制產(chǎn)生事故的方向走。根據(jù)三元鋰材料容易熱解的特性,廠商在過充保護(OVP)、過放保護(UVP)、過溫保護(OTP)、過流保護(OCP)這幾個環(huán)節(jié)上都會下不少的功夫。所以自燃事件更多是應該考量廠商在這幾個環(huán)節(jié)的功能是否落實到位,而不是簡單的因噎廢食。
  那么這兩種電池現(xiàn)在的使用情況又是怎么樣的呢?讓我們來關注一組數(shù)據(jù)。去年11月,磷酸鐵鋰電池的電動大巴裝機量占到了64.9%,三元鋰電池裝機量只有27.6%。相反,在純電動乘用車市場,三元鋰電池在去年11月的裝機量超過76%。
  可以看出,三元鋰電池自身能量密度更大的優(yōu)勢,應該是要作為未來汽車新能源存儲設備而生的。而現(xiàn)在發(fā)生相關的安全事件,在新能源汽車的普及仍然處于初級階段的時候,可以稱得上是一件好事。很多新能源汽車相關企業(yè)為了能夠完成搶占市場和獲得政策支持的雙重目標,放寬技術要求,大量生產(chǎn)經(jīng)不起長時間反復使用的能源組件。汽車工作的環(huán)境是嚴苛的,長時間使用這些零部件,發(fā)生安全事故的原因難免大大增高。
 因此我們可以認為在中國電動車百人會上工業(yè)和信息化部裝備司司長張相木發(fā)表要對三元鋰電池客車的安全性能進行評估,是國家有關部門有意從政策層面上進行一次標準的界定,以促進行業(yè)標準的產(chǎn)生。無論是對于消費者還是廠商,在未來都有著相當積極的意義。因此沒有必要因為在網(wǎng)上片面地看到三元鋰電池的安全事故消息就裹足不前,材料都是會有危險的,關鍵在于如何牢牢地控制。在眾多新能源車型中,我國給予純電動汽車的補貼最高,而且補貼與純電動里程掛鉤,于是近些年在我國出現(xiàn)了一陣“人造三元風”。在政府部門倡導電池比能量指標一年更比一年高的情況下,三元材料中鎳鈷錳的組合由安全性尚可的333,一步一步地邁向523、622、811。隨著鎳量的增加,在材料比容量提高的同時,電池的熱失控溫度和安全性逐步下降。在另一種鎳鈷鋁三元材料中(特斯拉所用),鎳的份額也占八成,同樣存在類似問題。特斯拉用的三元鋰離子電池,熱失控溫度不足200℃,尤其是三元材料在達到一定溫度時還會分解釋放出極活潑的初生態(tài)氧,即使在沒有外界氧氣供應的情況下,這種電池內(nèi)部就“完整地具備”燃燒三要素。試想,其安全性能高嗎?這也是三元鋰離子電池起火后,火勢蔓延迅速且難以撲滅的原因。
同時,純電動汽車的里程指標正在追趕傳統(tǒng)燃油車,除了使用高比能電池外,還導致過度多裝電池。這兩個因素疊加,使電動汽車的安全性更受威脅,事故頻發(fā)
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