三元鋰電池安全嗎?如何提升三元鋰電池安全性？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-09 15:26
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元鋰材料化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，尤其高溫穩(wěn)定性非常好，即使在很高的溫度下也不能分解放出氧，因此三元鋰電池的安全性能非常好，不容易發(fā)生燃燒爆炸等危險。再配以合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，其安全性進一步得到了提高，因此電池在撞擊、針刺、短路等情況下均不發(fā)生燃燒和爆炸。
三元鋰電池安全嗎？這一問題要從材料/結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、生產(chǎn)工藝、充放電特性三個方面來回答。
1.三元鋰電池是目前安全的鋰離子電池正極材料，不含任何對人體有害的重金屬元素，其橄欖石結(jié)構(gòu)中氧氣很難析出，提高了材料的穩(wěn)定性。
2.三元鋰電池生產(chǎn)流程與其他鋰電池品種大體相同，其核心工序有：配料、涂布、輥壓、制片、卷繞。在配料環(huán)節(jié)，三元鋰材料導(dǎo)電性能相對較差，所以，顆粒一般做得更小一些，這樣做的客觀效果是：內(nèi)部排列更為均勻，促使其形成了平衡的電壓平臺，工作時能夠保持電池的狀態(tài)穩(wěn)定。
3.充放電是鋰電池兩種基本的工作狀態(tài)。當(dāng)三元鋰電池充放電時，由于鐵離子氧化能力不強，不會放出氧氣，自然也就難以與電解質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，這使得三元鋰電池充放電過程處在一個安全的環(huán)境中。不但如此，三元鋰電池在大倍率放電，甚至過充放電過程中，也難以發(fā)生劇烈的氧化還原反應(yīng)。
大部分的電動汽車肯定是安全的，火災(zāi)還是發(fā)生于少數(shù)車型上，對發(fā)生的火災(zāi)要做一些分析，是產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)質(zhì)量、充電管理，還是其它問題，不能一概而論。三元材料鋰電池有各種不同的配方，不同企業(yè)各自的安全標(biāo)準(zhǔn)不一樣，不能簡單地說三元材料不安全。
三元鋰電池安全性提升方法
由于鋰電池的特性，所以必須要有BMS鋰電池管理系統(tǒng)。主要功能包括過充保護（OVP）、過放保護（UVP）、過溫保護（OTP）、過流保護（OCP）等功能，一旦發(fā)生意外，能夠立刻切斷電流。專家表示，三元鋰電池材料的安全性可以通過材料改性優(yōu)化、表面包覆和調(diào)整電解液等方式來逐步解決。
①進行陶瓷氧化鋁的包覆，Al2O3通過形成Al-O-F和Al-F層可以消耗電池體系中的HF，充電電壓可以提高到4.5V。
②控制Ni的含量在合理的范圍(811當(dāng)然比622更不穩(wěn)定)。
③進行參雜其他金屬元素這些適當(dāng)?shù)膮㈦s包覆可以提高材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性以及循環(huán)的穩(wěn)定性等。
④采取添加劑優(yōu)化電解液，可以有效地促進電極材料表面上形成高質(zhì)量的表面膜，同時抑制電解液的氧化分解。
⑤電解液中加入高沸點和閃點的阻燃添加劑，常見的有有機磷，氟代磷酸酯系列。
⑥陶瓷隔離膜的選擇，提高隔膜基材和涂層的厚度，使用新型的耐高溫收縮率低的無紡布材料等。
