鉅大LARGE | 點擊量:3871次 | 2020年11月17日
簡述磷酸鐵鋰離子電池的安全性
磷酸鐵鋰材料化學性質(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,因此磷酸鐵鋰離子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.圖4為20Ah的磷酸鐵鋰離子電池充滿電后,以直徑8mm的鋼釘迅速刺穿電池,同時記錄電池的電壓和溫度變化。
在鋼釘刺穿的初期,由于內(nèi)部短路,造成電池電壓迅速下降,并由一定量的熱量放出,電池的溫度有所上升.但是由于被刺穿后電池內(nèi)部真空度顯著下降,造成短路接觸部分變形,出現(xiàn)接觸不良,此時便沒有再多熱量放出,因此電壓趨于穩(wěn)定,電池的溫度只有稍微上升。
重量能量密度是電池性能的一個重要指標.圖5為20Ah的磷酸鐵鋰離子電池充滿電后以0.3c倍率放電到2.0V,將放電曲線進行積分可以得到電池放出的能量.經(jīng)過積分計算后,20Ah的磷酸鐵鋰離子電池放出了70.7Wh的能量,而電池的重量為580g,因此可以計算出磷酸鐵鋰離子電池的重量能量密度為121.90Wh/kg。
由于電動汽車在使用中存在較大的地域差異,因此在北方冬季存在氣溫較低的天氣狀況,而較低的溫度必然對電池的性能出現(xiàn)一定的影響.因此,為了了解磷酸鐵鋰離子電池的低溫放電性能,測試中將20Ah的磷酸鐵鋰動力鋰電池分別在-20℃,-10℃,0℃,25℃及55℃下存放20h,然后在此低溫環(huán)境中以0.3c倍率放電(以常溫0-3c放電容量為100%),結(jié)果見圖6。
可以看出磁酸鐵鋰離子電池在一20℃下只能放出常溫下約55%容量,因此有可能在使用中對電動汽車出現(xiàn)不利的影響.但是實際上很明顯關(guān)于單只電池隨著溫度的降低放電容量下降較多,而關(guān)于電動汽車來說,通常為數(shù)百只電池組合在一起,當電池工作時將釋放出一定的熱量,此時電池的溫度必然上升,因此對實際應用中的電池組而言,低溫放電問題并不非常嚴重.在測試時,單只電池由于暴露的比表面積較大,因此在整個測試過程中的溫度基本與環(huán)境相同,因此放電容量受到較大影響。