磷酸鐵鋰電池組的安全性主要取決于什么？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-28 18:01
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磷酸鐵鋰電池組和三元鋰電池安全嗎?磷酸鐵鋰電池組經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的安全測(cè)試，即使在交通事故中也不會(huì)爆炸。由于電動(dòng)汽車(chē)自燃事故頻發(fā)，三元鋰電池的安全性成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。磷酸鐵鋰晶體中的p-o鍵穩(wěn)定，不易被破壞。即使在高溫或過(guò)充的情況下，該結(jié)構(gòu)也不會(huì)像鋰鈷氧化物那樣崩塌產(chǎn)生熱量或形成強(qiáng)氧化物質(zhì)。因此，鋰電池組具有良好的安全性。
磷酸鐵鋰電池組。JPG
磷酸鐵鋰電池組安全嗎?
磷酸鐵鋰電池組的安全性主要取決于基本的電化學(xué)體系和電極/電池的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝等內(nèi)部因素。
針灸、短路、擠壓
當(dāng)鋰電池組短路、刺痛或擠壓時(shí)，內(nèi)部隔膜會(huì)破裂，導(dǎo)致溫度突然上升爆炸，最終導(dǎo)致爆炸。特別是對(duì)于安全性能較差的鋰電池，時(shí)間會(huì)更短，一般在5秒左右。
熱沖擊
所謂熱休克是指環(huán)境溫度突然升高的現(xiàn)象。如果溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致鋰電池負(fù)極表面的SEI膜分解，從而導(dǎo)致放熱反應(yīng)。如果電池散熱不好，內(nèi)部溫度會(huì)迅速上升，導(dǎo)致通貨緊縮。
充
如果鋰離子電池充電過(guò)量，多余的能量會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，隨著溫度的升高，對(duì)電池本體造成損害。這個(gè)問(wèn)題經(jīng)常出現(xiàn)在沒(méi)有完全保護(hù)的充電器或電子產(chǎn)品上。
與早期相比,錳酸鋰電池,磷酸鐵鋰電池能量密度沒(méi)有太大差異,大約100 - 110 wh /公斤,但它的熱穩(wěn)定性是目前最好的汽車(chē)鋰離子電池,當(dāng)電池溫度500 - 600℃高溫,其內(nèi)部化學(xué)成分分解,屬于鋰電池的鈷酸鋰電池，在180-250℃時(shí)內(nèi)部化學(xué)成分一直處于變化狀態(tài)。換句話(huà)說(shuō)，磷酸鐵鋰電池的安全性在鋰電池中首屈一指，這就是它成為電動(dòng)汽車(chē)電池的主要類(lèi)別之一的原因。
磷酸鐵鋰電池組在大倍率放電過(guò)程中，即使過(guò)充過(guò)放電，也很難產(chǎn)生劇烈的氧化還原反應(yīng)。同時(shí)，鋰被脫嵌后，由于晶格的改變，晶體細(xì)胞(晶體中最小的成分)的體積最終會(huì)縮小，正好抵消了反應(yīng)中碳負(fù)極體積的增加。因此，磷酸鐵鋰電池在充放電過(guò)程中可以保持物理結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，消除了因體積增大而導(dǎo)致電池爆裂的隱患。
三元鋰電池安全嗎?
近年來(lái)，新能源汽車(chē)行業(yè)發(fā)展迅速，尤其是三極鋰電池電動(dòng)汽車(chē)行駛里程越高發(fā)展越快，但電動(dòng)汽車(chē)頻繁的自燃和火災(zāi)現(xiàn)象引起了公眾對(duì)其安全性的關(guān)注。
三元鋰電池的缺點(diǎn)也導(dǎo)致使用三元鋰電池的新能源乘用車(chē)由于安全原因不能進(jìn)入新能源車(chē)型目錄。三元鋰電池?zé)岱€(wěn)定性差，在250-300℃的高溫下會(huì)發(fā)生分解。此外，三元鋰材料的化學(xué)反應(yīng)尤為強(qiáng)烈。一旦氧分子被釋放，電解液在高溫作用下迅速燃燒，繼而發(fā)生通縮。所以我們可以看到，在極端的碰撞中，特斯拉這樣的電動(dòng)汽車(chē)仍然有著火的可能性。
然而,為了防止這種事故,制造商也花了很多的努力,在電池管理系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)添加過(guò)量充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)、過(guò)溫度保護(hù),過(guò)電流保護(hù)這些鏈接,實(shí)時(shí)監(jiān)控電池狀態(tài),這些都是提高ternal-lithium電池的安全措施。
三元鋰容易熱解，但并不代表三元鋰電池的安全性。磷酸鐵鋰材料不易熱解，但并不意味著磷酸鐵鋰電池是安全的。不管怎樣，鋰的“反應(yīng)性太強(qiáng)”。因此，電池的安全是整個(gè)系統(tǒng)的問(wèn)題，而不是材料的問(wèn)題。
