磷酸鐵鋰電池爆炸起火的原因及后果

磷酸鐵鋰電池在一般情況下是不會出現(xiàn)爆炸起火的的。正常使用時磷酸鐵鋰電池的安全性較高，但是事無絕對，在一些極端情況下還是會發(fā)生危險的。這跟各公司的材料選擇、配比、工藝過程以及后期的使用是有很大關(guān)系的。

盡管磷酸鐵鋰材料從熱力學(xué)方面來說，其熱穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定型是目前所有正極材料中最高的，并且在實際安全性能測試中也被驗證，但從材料以及電池內(nèi)在發(fā)生短路的可能性和幾率來看，它可能又是最不安全的。

首先，從材料的制備來說，磷酸鐵鋰的固相燒結(jié)反應(yīng)是一個復(fù)雜的多相反應(yīng)，有固相磷酸鹽、鐵的氧化物以及鋰鹽，外加碳的前驅(qū)體以及還原性氣相。為了保證磷酸鐵鋰中的鐵元素是正二價，燒結(jié)反應(yīng)必須在還原性氣氛中進(jìn)行，而較強(qiáng)的還原性氣氛在將三價鐵離子還原成正二價鐵離子的過程中，存在將正二價鐵離子進(jìn)一步還原成微量單質(zhì)鐵的可能性。

單質(zhì)鐵會引起電池的微短路，是電池中最忌諱的物質(zhì)，這也是日本沒有將磷酸鐵鋰應(yīng)用于動力型鋰離子電池中的主要原因之一。此外，固相反應(yīng)一個顯著的特點(diǎn)是反應(yīng)的緩慢性和不徹底性，這使得在磷酸鐵鋰中存在微量Fe2O3的可能性，美國阿貢實驗室將磷酸鐵鋰高溫循環(huán)性差的缺陷歸結(jié)為Fe2O3在充放電循環(huán)過程中的溶解以及單質(zhì)鐵在負(fù)極上的析出。此外，為了提高磷酸鐵鋰的性能，必須將其顆粒納米化。而納米材料的一個顯著特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性較低，化學(xué)活性較高，這在某種程度上也增加了磷酸鐵鋰中鐵溶解的幾率，特別是在高溫循環(huán)與儲存條件下。而實驗結(jié)果也表明，在負(fù)極上通過化學(xué)分析或者能譜分析，測試到鐵元素的存在。

 

磷酸鐵鋰電池安全性分類測試

1.抗重物沖擊：磷酸鐵鋰電池組按規(guī)定進(jìn)行試驗，應(yīng)不起火、不爆炸。

2.抗熱沖擊：電池組按規(guī)定進(jìn)行試驗，應(yīng)不起火、不爆炸。

3.抗過充電：電池模塊按規(guī)定進(jìn)行試驗，應(yīng)不起火、不爆炸。

4.抗短路：電池模塊按規(guī)定進(jìn)行試驗，應(yīng)不起火、不爆炸。

5.高溫儲存：電芯按規(guī)定進(jìn)行試驗，應(yīng)不漏液、冒煙、起火或爆炸。

6.抗加熱：電池模塊按規(guī)定進(jìn)行試驗，爆炸電池沒有任何部分穿透網(wǎng)屏，沒有部分或全部電池突出網(wǎng)屏。

7.抗穿刺：磷酸鐵鋰電池組按規(guī)定進(jìn)行試驗，應(yīng)不起火、不爆炸。