三元鋰電池安全嗎？磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池誰(shuí)更安全呢？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2022-04-21 16:39
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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(duì)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(duì)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(tái)，工作時(shí)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(shí)，由于鐵離子氧化能力不強(qiáng)，不會(huì)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(guò)程處在一個(gè)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(guò)充放電過(guò)程中，也難以發(fā)生劇烈的氧化還原反應(yīng)。同時(shí)，鋰在脫嵌后，晶格變化使晶胞體積會(huì)縮小，這正好抵銷了碳負(fù)極在反應(yīng)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(jié)構(gòu)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。
三元鋰電池在安全性方面卻很不靠譜。車禍中，外力撞擊會(huì)損壞電池隔膜，進(jìn)而導(dǎo)致短路，而短路時(shí)發(fā)出的熱量會(huì)造成電池?zé)崾Э?，并迅速將溫度升?00℃以上。
三元鋰電池?zé)岱€(wěn)定性較差，堅(jiān)持不到300℃就會(huì)分解出氧分子，遇到電池中可燃的電解液、碳材料后一點(diǎn)就著，產(chǎn)生的熱量進(jìn)一步加劇正極分解，在極短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)爆燃。相比之下，另一種廣泛應(yīng)用的磷酸鐵鋰電池可以堅(jiān)持到700-800℃，而且不會(huì)分解出氧分子，安全性要高得多。
磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池誰(shuí)更安全？
所謂“安全性”的差異，主要還是在正極材料上。這兩種材料都會(huì)在到達(dá)一定溫度時(shí)發(fā)生分解，三元鋰材料會(huì)在200度左右發(fā)生分解。并且三元鋰材料的化學(xué)反映更加劇烈，會(huì)釋放氧分子，在高溫作用下電解液迅速燃燒，發(fā)生連鎖反應(yīng)。而磷酸鐵鋰會(huì)在700-800度時(shí)發(fā)生分解，不會(huì)像三元鋰材料一樣釋放氧分子，燃燒沒(méi)那么劇烈。說(shuō)簡(jiǎn)單點(diǎn)，就是三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易著火。注意，我們這里提到的只是“材料”。
最終決定安全性的，是整個(gè)動(dòng)力電池系統(tǒng)。由于鋰電池的特性，所以必須要有BMS電池管理系統(tǒng)。主要功能包括過(guò)充保護(hù)）、過(guò)放保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)、過(guò)流保護(hù)等功能，一旦發(fā)生意外，能夠立刻切斷電流。所以單純認(rèn)為三元鋰電池不安全，是不太合適的。三元鋰材料容易熱解，但是不代表三元鋰電池不安全；磷酸鐵鋰材料不易熱解，但是不代表磷酸鐵鋰電池就是安全的。
其實(shí)，我們更應(yīng)該關(guān)注的是如何阻止失效電池單體危害其他單體，受工藝水平限制，不可能把所有電池單體一致性保持在100%。
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