鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:756次 | 2021年01月28日
磷酸鐵鋰離子電池包與三元鋰離子電池安全嗎?
磷酸鐵鋰離子電池包安全嗎?
磷酸鐵鋰離子電池包的安全性重要取決于基本的電化學(xué)體系以及電極/電芯的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝等內(nèi)在因素,而電芯所采用的電化學(xué)體系則是決定電池安全性的最根本因素。
針刺、短路、擠壓
當(dāng)鋰離子電池包出現(xiàn)短路、針刺或擠壓的時(shí)候,會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部隔膜破裂從而引發(fā)溫度突然爆炸式升高,最終出現(xiàn)爆炸的情況,特別是安全性能差的鋰離子電池,這個(gè)時(shí)間將會(huì)更加短,一般5秒左右就會(huì)爆炸。
熱沖擊
所謂的熱沖擊就是環(huán)境溫度突然升高的現(xiàn)象,假如溫度較高,那么會(huì)導(dǎo)致鋰離子電池包負(fù)極表面SEI膜出現(xiàn)分解,從而引發(fā)放熱反映,電池散熱假如不好,那么內(nèi)部溫度就會(huì)迅速升高,從而出現(xiàn)爆燃現(xiàn)象。
過(guò)充
假如對(duì)鋰離子電池進(jìn)行過(guò)充,那么多余的電能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能,因此導(dǎo)致電池本體溫度升高出現(xiàn)損壞的情況。往往這個(gè)問(wèn)題會(huì)出現(xiàn)在一些沒(méi)有過(guò)充保護(hù)的充電器或電子產(chǎn)品上。
相比于早期的錳酸鋰離子電池,磷酸鐵鋰離子電池包在能量密度上并未有太大差別,約為100-110Wh/kg,但其熱穩(wěn)定性是目前車(chē)用鋰離子電池中最好的,當(dāng)電池溫度處于500-600℃高溫時(shí),其內(nèi)部化學(xué)成分才開(kāi)始分解,而同屬鋰離子電池的鈷酸鋰離子電池在180-250℃時(shí)就內(nèi)部化學(xué)成分就已處于不穩(wěn)定狀態(tài)。換而言之,磷酸鐵鋰離子電池的安全性在鋰離子電池中首屈一指,也正因如此,其也成為目前電動(dòng)汽車(chē)電池的重要門(mén)類(lèi)之一。
磷酸鐵鋰離子電池包在大倍率放電,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(晶體的最小構(gòu)成單位)最終體積會(huì)縮小,這正好抵銷(xiāo)了碳負(fù)極在反應(yīng)中新增的體積,所以,在充放電中磷酸鐵鋰離子電池能夠保持物理結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,消除了體積增大而出現(xiàn)電池爆裂現(xiàn)象的隱患。
三元鋰離子電池安全嗎?
近年來(lái),新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)迎來(lái)突飛猛進(jìn)式的發(fā)展,特別是具備更高續(xù)駛里程的三元鋰離子電池電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展更為迅速,但頻繁出現(xiàn)的電動(dòng)汽車(chē)自燃、起火現(xiàn)象引起了大眾對(duì)其安全性的高度關(guān)注。
三元鋰離子電池的缺點(diǎn)也導(dǎo)致采用了三元鋰離子電池的新能源客車(chē)沒(méi)有辦法進(jìn)入新能源車(chē)型目錄,原因是安全性。三元鋰離子電池?zé)岱€(wěn)定性較差,在250-300℃高溫就會(huì)出現(xiàn)分解,并且三元鋰材料的化學(xué)反應(yīng)尤其強(qiáng)烈,一旦釋放氧分子,在高溫用途下電解液迅速燃燒,隨即發(fā)生爆燃現(xiàn)象。所以我們能夠看到,在極端的碰撞事故中,特斯拉等電動(dòng)汽車(chē)依然還是有起火隱患。
不過(guò)為了抑制此類(lèi)事故,廠(chǎng)家也花費(fèi)了很大功夫,在電池管理系統(tǒng)以及散熱系統(tǒng)中加入過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)、過(guò)流保護(hù)這些環(huán)節(jié),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池狀態(tài),這些都是為了提高三元鋰離子電池安全性所采用措施。