磷酸鐵鋰電池的安全性、能量密度及溫度對(duì)放電的影響分析
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-04-12 21:37
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研究了安全、能量密度和溫度對(duì)磷酸鐵鋰電池放電的影響
磷酸鐵鋰電池的安全性
磷酸鐵鋰材料化學(xué)性能非常穩(wěn)定，尤其是高溫穩(wěn)定性非常好，即使在非常高的溫度下也不能分解出氧氣，所以磷酸鐵鋰電池的安全性非常好，不容易發(fā)生燃燒爆炸等危險(xiǎn)。通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高了其安全性，使電池在碰撞、針刺、短路等情況下不會(huì)燃燒或爆炸。從圖4可以看出，20ah的磷酸鐵鋰電池充滿電后，用直徑為8mm的鋼釘快速穿透電池，同時(shí)記錄電池電壓和溫度的變化。
從圖4可以看出，在鋼釘穿刺初期，由于內(nèi)部短路，電池電壓迅速下降，一定的熱量使電池溫度升高。但由于擊穿后電池真空度明顯下降，導(dǎo)致短路接觸部分變形，導(dǎo)致接觸不良。此時(shí)，沒有更多的熱量被釋放，所以電壓趨于穩(wěn)定，電池溫度只略有上升。
磷酸鐵鋰電池的能量密度
重量能量密度是衡量電池性能的重要指標(biāo)。圖5為20ah磷酸鐵鋰電池充滿電后從0.3c到2.0v放電情況。放電曲線可以積分得到電池釋放的能量。經(jīng)過積分計(jì)算，20-ah磷酸鐵鋰電池釋放的能量為70.7wh，電池重量為580 g。因此，磷酸鐵鋰電池的重量和能量密度可以計(jì)算為121.9 wh/kg。
磷酸鐵鋰電池在不同溫度下的放電
由于電動(dòng)汽車的使用存在較大的地域差異，北方冬季存在低溫天氣，低溫天氣必然會(huì)對(duì)電池性能產(chǎn)生一定的影響。因此,為了了解磷酸亞鐵鋰電池的低溫放電性能,20啊磷酸鐵鋰動(dòng)力電池儲(chǔ)存在-20℃、-10℃、0℃,25℃和55℃20 h分別在測(cè)試,然后出院率0.3攝氏度的低溫環(huán)境(0 - 3 c在室溫下的放電容量為100%),如圖6所示。
從圖6可以看出，在20℃的溫度下，鐵磁體鋰電池在室溫下只能釋放其容量的55%左右，這可能會(huì)對(duì)正在使用的電動(dòng)汽車產(chǎn)生不利影響。但事實(shí)上很明顯的單個(gè)細(xì)胞放電容量下降更重要的是,電動(dòng)汽車的溫度下降,通常在形式的數(shù)以百計(jì)的電池,電池什么時(shí)候會(huì)釋放一定量的熱量,此時(shí)電池的溫度肯定會(huì)上升,所以對(duì)電池組的實(shí)際應(yīng)用,低溫放電問題是非常嚴(yán)重的。在試驗(yàn)過程中，由于單個(gè)電池暴露在較大的比表面積下，整個(gè)試驗(yàn)過程的溫度與環(huán)境基本相同，因此放電容量受到很大影響。
在較高的溫度下，磷酸鐵鋰電池受影響較小。例如，電池在55℃時(shí)的放電容量?jī)H比在25℃時(shí)略有增加。
通過以上研究表明,磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命長(zhǎng),高安全隋和能量密度由于磷酸亞鐵鋰電池同時(shí)在整個(gè)生產(chǎn)過程中不使用的鉛、鎘、汞、六價(jià)鉻有毒重金屬元素,如材料、電池包裝材料不含多溴聯(lián)苯和多溴二苯醚(多氯聯(lián)苯),磷酸鐵鋰電池也更環(huán)保。因此，磷酸鐵鋰電池將在電動(dòng)汽車和大規(guī)模化工儲(chǔ)能領(lǐng)域有更廣泛的應(yīng)用。
磷酸鐵鋰電池的其他實(shí)驗(yàn)結(jié)果:磷酸鐵鋰電池的循環(huán)性能2. 不同速率下磷酸鐵鋰電池的放電性能
