三元鋰電池安全嗎？和磷酸鐵鋰電池比誰更安全？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-11-26 12:03
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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)。同時，鋰在脫嵌后，晶格變化使晶胞體積會縮小，這正好抵銷了碳負極在反應(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，外力撞擊會損壞電池隔膜，進而導(dǎo)致短路，而短路時發(fā)出的熱量會造成電池?zé)崾Э兀⒀杆賹囟壬?00℃以上。
三元鋰電池?zé)岱€(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(yīng)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。
磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池誰更安全？
所謂“安全性”的差異，主要還是在正極材料上。這兩種材料都會在到達一定溫度時發(fā)生分解，三元鋰材料會在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)。而磷酸鐵鋰會在700-800度時發(fā)生分解，不會像三元鋰材料一樣釋放氧分子，燃燒沒那么劇烈。說簡單點，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，是整個動力電池系統(tǒng)。由于鋰電池的特性，所以必須要有BMS電池管理系統(tǒng)。主要功能包括過充保護）、過放保護、過溫保護、過流保護等功能，一旦發(fā)生意外，能夠立刻切斷電流。所以單純認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，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%。
