動力電池的安全性極其關鍵有哪些?
電池組像汽油箱那樣,是一種含高能物質的部件。鋰離子電池中的電解液是用有機溶劑配制而成,其易燃的程度不亞于汽油。正極的氧化劑和負極的還原劑只隔一層微米級厚的隔膜,內(nèi)短路則生熱;充放電時,電池內(nèi)阻也生熱。在達到一定溫度時,正極上的氧化劑可與電解液發(fā)生化學反應。大量的化學反應熱會造成熱失控,產(chǎn)生大量氣體,導致氣壓升高、電池破裂,繼而出現(xiàn)車輛燃燒、爆炸情況。
正極的氧化劑不同,電池發(fā)生熱失控的溫度也不同。使用熱失控溫度越低的正極材料,電池的安全性越差。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。
相比之下,磷酸鐵鋰分子里的氧被牢固地束縛在磷酸根中,很難成為助燃劑,磷酸鐵鋰電池的熱失控溫度要高得多,其安全性高得多?,F(xiàn)在,磷酸鐵鋰單體電池比能量已提升至180Wh/Kg,電池包比能量已達到151Wh/Kg,其功率型電池的性能完全能滿足增程式電動汽車的需求。
我國有發(fā)展磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢。由中國電池工業(yè)協(xié)會牽頭,成功申訴三家外資企業(yè)磷酸鐵鋰電池專利無效,從而讓中國磷酸鐵鋰電池產(chǎn)業(yè)徹底擺脫國外專利束縛,為我國發(fā)展新能源汽車掃除阻礙;我國眾多企業(yè)掌握微納結構碳包覆技術,彌補了材料電導率不高的缺點;我國已建立完整的材料生產(chǎn)鏈,價格日趨合理;電池生產(chǎn)水平不斷提高,產(chǎn)品性能穩(wěn)定。筆者認為,磷酸鐵鋰電池應成為動力電池的發(fā)展重點,應鼓勵繼續(xù)研究、提高產(chǎn)品性能。
同時,筆者認為,電力系統(tǒng)的規(guī)模儲能用三元鋰離子電池也不可取,甚至用鋰離子電池也值得商榷。打個比方,這就像一座堆滿燃燒彈的活火山。去年我國山西省有兩座2MWh調(diào)頻電站起火,用的就是三星公司的三元正極18650鋰離子電池。雖然火災起因尚在論證,有人認為可能不是電池而是電氣部分的原因,但無可爭辯的事實是電池燒完了。如果換成不含有機溶劑的電池,情況就不會這么慘烈。今年7月,韓國風電場的4MW/12MWh儲能電站起火并爆炸,據(jù)報道,這是該國第四個發(fā)生燃燒事故的三元鋰離子電池儲能電站。這些事故應該引起我國鋰離子電池儲能電站決策者和建設者們的警惕和深思。
















