鋰離子電池中的電解液是用有機溶劑配制而成的嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-12 10:27
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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，內短路則生熱；充放電時，電池內阻也生熱。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。
三、增程式電動車與磷酸鐵鋰電池是絕佳配對
增程式電動車是指純電動汽車上加裝增程器(任何一種發(fā)電裝置)，通過在車上發(fā)電增加行駛里程。這類車的優(yōu)點突出：電池組不會過充和過放，壽命延長，安全性高；電池少，補貼退坡、取消的影響小，易于市場化；城市工況下比燃油車節(jié)油50%以上，更為省錢；可以不外接充電，少建充電樁，且能遠距離行駛；如有充電條件，城市百公里內節(jié)油率80%以上；可沿用燃油車的生產(chǎn)、加油設施，便于發(fā)展；新近提出的發(fā)電直驅增程式電動汽車，可免去大電流的充電和放電，不僅更節(jié)能(油)，而且電池壽命更長。
如果把安全性高的磷酸鐵鋰電池用于增程式電動汽車，不但能夠提高車輛的安全性，而且比能量、比功率完全夠用，使用壽命長。此外，我國鋰資源豐富，不存在鈷、鎳資源受制約的問題。
所以，我國應將磷酸鐵鋰電池作為發(fā)展重點，使之有力地支持增程式電動汽車的市場化，它可以有效免除純電動汽車的里程、安全、價格、充電、后續(xù)電池五大焦慮。
有人認為，增程式還是要燒油，不是發(fā)展電動車的最終目標。言下之意，發(fā)展增程式電動車意義不大。對此，筆者想著重強調兩點。
一是如果我國汽車的油耗能降一半以上，年節(jié)油近2億噸，這有助于環(huán)境改善、提高能源安全。
二是純電動汽車未必是最終目標。我們要以節(jié)能減排為標準，考評各條技術路線。未來，增程式電動車的發(fā)動機很有可能不燒油而燒醇類，類似現(xiàn)在巴西的汽車燒乙醇。醇類由太陽能生物質轉換而來，不增加CO2排放，如果再加上發(fā)展熱效率很高的發(fā)動機，我國汽車的節(jié)能減排將取得很大突破。
