磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池哪種熱穩(wěn)定性更好？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-10-31 15:14
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1、磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池的材料熱穩(wěn)定性對比
三元鋰電池從層狀相到尖晶石相的相轉(zhuǎn)變溫度分別為245℃、235℃、185℃和135℃，尖晶石相存在的溫度區(qū)間逐步縮減，表明隨著Ni含量提高NCM熱穩(wěn)定性逐漸降低。更為重要的是，從NCM523到NCM811，材料的熱穩(wěn)定性呈現(xiàn)急劇降低的趨勢。伴隨材料相轉(zhuǎn)變，大量的氧被釋放出來。可以看到NCM811的氧釋放量最大，是其他幾款材料的數(shù)倍之多。目前的研究表明，在全電池體系中NCM相轉(zhuǎn)變往往發(fā)生在顆粒表層，且釋放的氧會(huì)以高活性的單線態(tài)氧1O2形式存在，后者同電解液反應(yīng)既會(huì)釋放大量熱量，還會(huì)產(chǎn)生大量氣體，從而進(jìn)一步惡化電池安全。
磷酸鐵鋰電池在溫度至少高于230℃條件下才會(huì)出現(xiàn)顯著的失重，由此表明LFP具有良好的熱穩(wěn)定性。正如前文所述，橄欖石結(jié)構(gòu)的LFP的良好熱穩(wěn)定性源于其結(jié)構(gòu)中磷酸基，F(xiàn)e-P-O鍵遠(yuǎn)強(qiáng)于層狀結(jié)構(gòu)NCM中的Ni-O、Co-O和Mn-O鍵，因此LFP較NCM有著更好的熱穩(wěn)定性。
2、磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池的全電池?zé)岱€(wěn)定性對比
在難以同時(shí)找到磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池結(jié)果對比情形下，只能大致看很多是測試數(shù)據(jù)的結(jié)果，不難看出：
（1）同一體系電池的熱穩(wěn)定性同SOC關(guān)系很大，SOC越高，電池的熱穩(wěn)定性越差；
（2）無論是從起始放熱溫度、最大放熱速率，還是最高溫度、放熱時(shí)間分析，LFP體系電池較NCA（NCM）體系電池有著明顯的熱穩(wěn)定性優(yōu)勢。
（3）從材料本身角度看，LFP較NCM和NCA顯然熱穩(wěn)定性更好；
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