三元鋰電池安全嗎？三元鋰電池缺點是什么
來源：寶鄂實業(yè)
2020-05-21 10:39
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三元鋰電池安全嗎？
三元鋰電池是指正極材料使用鋰鎳鈷錳三元正極材料的鋰電池，鋰離子電池的正極材料有很多種，主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。三元鋰電池被業(yè)內(nèi)視為是目前國內(nèi)純電動汽車的電池技術路線中正在快速發(fā)展的一種，與之相對的是磷酸鐵鋰電池。
對于電動汽車來說，不管是商用還是乘用，都是事關人身安全，必須把安全放在第一位！三元鋰電池在安全性方面很不靠譜。車禍中，外力撞擊會損壞電池隔膜，進而導致短路，而短路時發(fā)出的熱量會造成電池熱失控，并迅速將溫度升至300℃以上。
三元鋰電池熱穩(wěn)定性較差，堅持不到300℃就會分解出氧分子，遇到電池中可燃的電解液、碳材料后一點就著，產(chǎn)生的熱量進一步加劇正極分解，在極短的時間內(nèi)就會爆燃。相比之下，另一種廣泛應用的磷酸鐵鋰電池可以堅持到700-800℃，而且不會分解出氧分子，安全性要高得多。正是基于安全性考慮，在中國，搭載三元鋰電池的客車一度無法進入工信部新能源汽車推薦車型目錄。
當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發(fā)生氧化還原反應，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。
同時，鋰在脫嵌后，晶格變化使晶胞終體積會縮小，這正好抵銷了碳負極在反應中增加的體積，所以，在充放電中三元鋰電池能夠保持物理結構的穩(wěn)定，消除了體積增大而產(chǎn)生電池爆裂現(xiàn)象的隱患。
通常，三元鋰電池組還帶有均衡管理系統(tǒng)，通過關鍵參數(shù)控制保證鋰電池使用的安全性，這一點則是各類鋰電池組的共同特點。電動汽車的電池安全很關鍵，三元鋰電池的好處是體積小、能量密度大，適用于小型車、輕功率車。但是如果技術過關、質量把控得好，大型車上也可以用。
三元鋰電池優(yōu)點
三元鋰電池在容量與安全性方面比較均衡，是一款綜合性能優(yōu)異的電池。三種金屬元素的主要作用和優(yōu)缺點如下：
Co3+：減少陽離子混合占位，穩(wěn)定材料的層狀結構，降低阻抗值，提高電導率，提高循環(huán)和倍率性能。
Ni2+：可提高材料的容量（提高材料的體積能量密度），而由于Li和Ni相似的半徑，過多的Ni也會因為與Li發(fā)生位錯現(xiàn)象導致鋰鎳混排，鋰層中鎳離子濃度越大，鋰在層狀結構中的脫嵌越難，導致電化學性能變差。
Mn4+：不僅可以降低材料成本，而且還可以提高材料的安全性和穩(wěn)定性。但過高的Mn含量會容易出現(xiàn)尖晶石相而破壞層狀結構，使容量降低，循環(huán)衰減。
能量密度高是三元鋰電池的zui大優(yōu)勢，而電壓平臺是電池能量密度的重要指標，決定著電池的基本效能和成本，電壓平臺越高，比容量越大，所以同樣體積、重量，甚至同樣安時的電池，電壓平臺比較高的三元材料鋰電池續(xù)航時間更長。單體三元鋰電池放電電壓平臺高達3.7V，磷酸鐵鋰為3.2V，而鈦酸鋰僅為2.3V，因此從能量密度角度來說，三元鋰電池比磷酸鐵鋰，錳酸鋰或者鈦酸鋰具有絕對優(yōu)勢。
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