廣為流傳的網(wǎng)文對(duì)鋰電池的質(zhì)疑是真的嗎?
廣為流傳的網(wǎng)文對(duì)鋰電池的質(zhì)疑還包括:鋰電池劇毒、短命、易爆炸,使用條件苛刻;無(wú)法回收利用,造成巨大環(huán)保壓力……果真如此嗎?
鋰電池是劇毒危險(xiǎn)品?
回應(yīng):鋰電池不含劇毒物質(zhì),影響遠(yuǎn)小于鉛酸電池“鋰離子電池和鋰電池嚴(yán)格說(shuō)在概念上還是有區(qū)別的。”中國(guó)汽車技術(shù)研究中心動(dòng)力電池領(lǐng)域首席專家、電池測(cè)試與應(yīng)用技術(shù)聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)、高級(jí)工程師王芳說(shuō),鋰電池通常指由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極、使用非水電解液的電池。鋰離子電池指可充二次電池,負(fù)極不采用金屬鋰,依靠鋰離子在正負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。不過(guò),在日常生活中,人們習(xí)慣把鋰離子電池簡(jiǎn)稱為鋰電池或鋰電。
據(jù)了解,目前我國(guó)推廣的新能源汽車(包括純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車)大多都采用鋰離子電池,其中磷酸鐵鋰占到80%—90%,三元鋰電池在乘用車上也開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用。
針對(duì)網(wǎng)傳文章中指出的鋰電池是“劇毒危險(xiǎn)品”的說(shuō)法,王芳駁斥說(shuō),鋰電池相比如鉛酸、鎳鉻、鎳氫等傳統(tǒng)電池,不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質(zhì),相對(duì)污染較小。且其電解液為有機(jī)溶劑和鋰鹽,大多為無(wú)毒或低毒;但鋰電池分解或水解產(chǎn)物為氫氟酸和其它含氟化合物,具有一定腐蝕性和毒性。
就“鋰電池劇毒說(shuō)”,中國(guó)電子科技集團(tuán)第十八研究所研究員級(jí)高級(jí)工程師劉浩杰表示,鋰離子電池本身不含劇毒物質(zhì),負(fù)極的碳和正極的金屬氧化物基本是無(wú)毒的。由于鋰離子電池屬于密封體系,正常使用是不會(huì)接觸到這些物質(zhì)的。“無(wú)論如何,其影響遠(yuǎn)小于目前應(yīng)用最為廣泛的鉛酸電池。”
鋰電池壽命短、使用條件苛刻?
回應(yīng):動(dòng)力鋰離子電池壽命可達(dá)2000次循環(huán),電池管理系統(tǒng)可限制“過(guò)充過(guò)放”
目前鋰電壽命有多長(zhǎng)?淺充淺放和過(guò)充過(guò)放是否會(huì)對(duì)電池安全和壽命產(chǎn)生影響呢?
“決定動(dòng)力鋰離子電池使用壽命的因素有很多,包括體系本身的特性,也包括制造工藝、使用工況等。優(yōu)質(zhì)的電池體系,外加科學(xué)的系統(tǒng)管理,可以達(dá)到很長(zhǎng)的使用壽命。”王芳介紹說(shuō),按照容量衰減至80%作為截止條件、按照100%的放電深度測(cè)試,目前動(dòng)力電池的壽命基本都可以達(dá)到2000次循環(huán)。
“過(guò)充過(guò)放指電池在充放電過(guò)程中電壓超過(guò)或低于規(guī)定的截止電壓,對(duì)電池性能和壽命會(huì)帶來(lái)危害。”王芳說(shuō),但電池中的BMS電池管理系統(tǒng)會(huì)加以限制和保護(hù),低溫時(shí)限制對(duì)電池充電,加熱至合適溫度時(shí)再充電。王芳說(shuō),為了確保鋰離子電池的安全性,從電池單體、模組再到電池系統(tǒng)有一系列的安全保護(hù)設(shè)計(jì),防止電池過(guò)充過(guò)放過(guò)溫,在出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)報(bào)警和保護(hù)。
鋰離子電池安全性理論上是可控的,引發(fā)安全問(wèn)題多是在產(chǎn)品缺陷和濫用的情況下。”劉彥龍說(shuō)。“但單純電池單體、模組和系統(tǒng)的安全,還不足以保證搭載鋰電池的電動(dòng)汽車的絕對(duì)安全。”寧德時(shí)代新能源科技有限公司(CATL)董事長(zhǎng)李平介紹,目前頂配的Model—S使用了7104塊松下三元鋰電池,在電池安全保護(hù)方面做足了功夫,包括設(shè)置傳感器、由電池控制系統(tǒng)控制、大量使用高強(qiáng)度鋁合金等材料的碰撞防護(hù)等。在采取這些安全設(shè)計(jì)的情況下,安全事故的概率還是達(dá)到了萬(wàn)分之一。
鋰離子電池內(nèi)部主要由正極、負(fù)極電解質(zhì)和隔膜組成,鋰離子電池的正、負(fù)極及電解質(zhì)根據(jù)所使用材料的不同,會(huì)使電池有著不同的性能表現(xiàn)以及不同的名稱。目前市面上比較常見(jiàn)的鋰電池分為鈷酸鋰(LiCoO2)和錳酸鋰(LiMn2O4),以及本篇文章中的主角——磷酸鐵鋰(LiFePO4)。
作為鋰電池的一種,磷酸鐵鋰主要用途就是動(dòng)力系統(tǒng)領(lǐng)域,比如電動(dòng)汽車、軍事航天、電動(dòng)工具以及UPS,由于其有著出色的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性能以及較長(zhǎng)的使用壽命,所以更加適合用在動(dòng)力系統(tǒng)領(lǐng)域中使用。相比使用其他正極材料的鋰離子電池來(lái)說(shuō),磷酸鐵鋰電池至少具備五大優(yōu)點(diǎn)。
五大優(yōu)勢(shì) 安全長(zhǎng)壽
相比目前市面上較為常見(jiàn)的鈷酸鋰和錳酸鋰電池來(lái)說(shuō),磷酸鐵鋰電池至少具有以下五大優(yōu)點(diǎn):更高的安全性、更長(zhǎng)的使用壽命、不含任何重金屬和稀有金屬(原材料成本低)、支持快速充電、工作溫度范圍廣。
更高的安全性
磷酸鐵力完全解決了鈷酸鋰和錳酸鋰的安全隱患問(wèn)題,表現(xiàn)在磷酸根化學(xué)鍵的結(jié)合力比傳統(tǒng)的過(guò)度金屬氧化物結(jié)構(gòu)化學(xué)鍵強(qiáng),所以結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,并且不易釋放氧氣。
更長(zhǎng)的使用壽命
目前市面上多數(shù)移動(dòng)電源內(nèi)部所使用的鋰離子電芯,循環(huán)使用壽命基本在500次-800次左右,而磷酸鐵鋰電池則有著至少2000次以上的使用壽命,并且其容量還能維持在80%以上。所以如果移動(dòng)電源內(nèi)部?jī)?chǔ)電單元為磷酸鐵鋰的產(chǎn)品,有著絕對(duì)的正常使用壽命優(yōu)勢(shì)。
磷酸鐵鋰電池正極材料中不含貴重金屬和稀有金屬,所以更加環(huán)保,能夠有效減少環(huán)境的污染。另外,廣泛的材料來(lái)源也讓其材料成本更低,在價(jià)格上更優(yōu)優(yōu)勢(shì)。
在充電速度上,磷酸鐵鋰同樣有著更大的優(yōu)勢(shì),支持快充的特性讓其可支持至少2C的充電速度(C為充電參數(shù),比如容量為1000mAh的電芯,2C電流即為1000mA×2=2000mA)。能夠大幅度縮短充電時(shí)間,目前市面上多數(shù)移動(dòng)電源在使用5V標(biāo)準(zhǔn)充電電壓下,充電電流通常為0.2C。
相比其他鋰電池來(lái)說(shuō),磷酸鐵鋰電池有著更大的工作溫度范圍,在-20°C至+75°C下均可正常工作,一些具有耐高溫特性的磷酸鐵鋰電池還可以在350°C至500°C范圍內(nèi)正常工作,相比錳酸鋰和鈷酸鋰的200°C極限值有著更多的優(yōu)勢(shì)。
所以,相比鈷酸鋰和錳酸鋰電池來(lái)說(shuō),磷酸鐵鋰最為明顯的優(yōu)勢(shì)就是極高的安全系數(shù)、支持快速充電(大電流充電)和更寬廣的工作溫度范圍??梢宰屜M(fèi)者不必再為鋰電池的安全問(wèn)題而擔(dān)心的同時(shí),也能夠在更加惡劣的環(huán)境中正常使用。












