動(dòng)力電池之爭(zhēng),暫停使用三元材料鋰電池于商用電動(dòng)車優(yōu)惠到底妥不妥?
三元體系動(dòng)力電池與磷酸亞鐵鋰電池安全性的理論分析
安全性:限制三元材料在商用電動(dòng)車上應(yīng)用無(wú)疑是從材料的安全性上考慮的,那我們來(lái)分析兩款材料的實(shí)際安全性。磷酸亞鐵鋰電池比較三元鋰電池安全的理論依據(jù):行業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為磷酸亞鐵鋰材料比三元材料安全性更好,所以大型商務(wù)電動(dòng)車不可以用三元材料而要使用磷酸亞鐵鋰材料就是基于上面的幾種材料的熱分析得出的數(shù)據(jù)。磷酸亞鐵鋰的熱分解溫度在270℃,沒(méi)有包覆的鎳酸鋰材料的熱分解溫度在214℃。而且磷酸亞鐵鋰分解產(chǎn)熱比較少,這就是磷酸亞鐵鋰比三元材料更安全的理論基礎(chǔ)。
這個(gè)理論依據(jù)移植到鋰離子電池體系會(huì)是什么樣的,我們從材料到電池體系的角度分析又會(huì)是什么樣的情形。
A、現(xiàn)在動(dòng)力電池所使用的不管是111或者523的鎳鈷錳三元材料,由于錳的加入和氧化鋁的包覆,其分解析氧溫度都達(dá)到230℃,材料本身和磷酸亞鐵鋰的熱分解溫度在減小。
B、鋰離子電池體系中PP隔膜的熱熔溫度在135-140℃,PE隔膜的熱熔溫度在125-130℃,經(jīng)過(guò)150℃高溫烘烤的電池拆開(kāi)內(nèi)部隔膜都已經(jīng)熔化,正負(fù)極已經(jīng)短路。鋰離子電池發(fā)生著火爆炸的最大原因在于內(nèi)部短路造成正負(fù)極直接接觸產(chǎn)生大量的熱導(dǎo)致連鎖反應(yīng)(正負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)熱、負(fù)極與電解液反應(yīng)、六氟磷酸鋰分解產(chǎn)熱導(dǎo)致溫度升高,化學(xué)反應(yīng)速度加快,同時(shí)電解液溶劑氣化導(dǎo)致電池內(nèi)壓增大也加速內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)速度。
C、鋰離子電池體系的有機(jī)電解液的沸點(diǎn)都比較低,溶劑組分的沸點(diǎn)從80-150℃不等,溶質(zhì)六氟磷酸鋰的熱分解溫度也低于100℃,而且有機(jī)溶劑都是易燃物,這個(gè)溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鎳鈷錳三元材料的熱分解溫度。
D、在鋰離子電池的破壞性測(cè)試過(guò)程中,不管是磷酸亞鐵鋰為正極的電池還是鎳鈷錳三元材料正極的電池,在加熱超過(guò)180℃的情況下,都會(huì)發(fā)生起火爆炸,而這個(gè)溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于三元材料或者磷酸亞鐵鋰材料的分解溫度。也就是說(shuō)發(fā)生的鋰離子電池著火爆炸根本原因不是正極材料的熱分解溫度低30℃造成的著火爆炸。
總之,材料的安全并不意味著電池的安全,磷酸鐵鋰代表安全是一個(gè)偽命題,不管是磷酸亞鐵鋰還是三元鋰電池發(fā)生起火爆炸都是在材料的熱分解溫度之下發(fā)生的。鎳鈷錳三元材料并不是鋰離子電池發(fā)生安全事故的最短板。電池的安全是個(gè)大系統(tǒng)的安全,包括正極材料之外的所有原材料,科學(xué)的電池設(shè)計(jì)、可控的低缺陷的高CPK的工藝制程、全流程的品質(zhì)管控、可靠性高的自動(dòng)化設(shè)備和生產(chǎn)員工的自動(dòng)化理念。磷酸亞鐵鋰就等于安全是不對(duì)的,這種觀念在電池行業(yè)理解的還是比較清楚的,但是這種觀點(diǎn)傳播開(kāi)了,非鋰電池行業(yè)的就會(huì)把它當(dāng)成真理去傳播。
















