高冷大叔宠妻无度

鋰電池知識

電池知識

鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

磷酸鐵鋰離子電池和三元鋰離子電池安全嗎

2021-04-27 ryder

磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池安全嗎?三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池各自特性不同,主要矛盾集中在“能量密度”和“安全性”上。三元鋰電池能量密度更大,但安全性經常受到懷疑。磷酸鐵鋰電池雖然能量密度小,但大家說它更安全。


  磷酸鐵鋰電池安全嗎?


磷酸鐵鋰電池,是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩固,難以分解,即便在高溫或過充時也不會像鈷酸鋰一樣結構崩塌發熱或是形成強氧化性物質,因此擁有良好的安全性。


磷酸鐵鋰電池的優點:


磷酸鐵鋰電池的壽命長,循環壽命在2000次以上。在同樣的條件下,磷酸鐵鋰電池可使用7到8年的時間。


使用安全。磷酸鐵鋰電池經過嚴格的安全測試,即使在交通事故中也不會發生爆炸。


充電快速。使用專用充電器,1.5C充電40分鐘即可以使電池充滿。


磷酸鐵鋰電池耐高溫,磷酸鐵鋰電池熱風值可以達到350到500攝氏度。


磷酸鐵鋰電池的容量大。


磷酸鐵鋰電池沒有記憶效應。


磷酸鐵鋰電池綠色環保,無毒,無污染,原材料來源廣泛,價格便宜。


三元鋰電池安全嗎?


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,其橄欖石結構中氧氣很難析出,提高了材料的穩定性。


2.三元鋰電池生產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。在配料環節,三元鋰材料導電性能相對較差,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穩定。


3.充放電是鋰電池兩種基本的工作狀態。當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發生氧化還原反應,這使得三元鋰電池充放電過程處在一個安全的環境中。不但如此,三元鋰電池在大倍率放電,甚至過充放電過程中,也難以發生劇烈的氧化還原反應。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構的穩定,消除了體積增大而產生電池爆裂現象的隱患。


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,進而導致短路,而短路時發出的熱量會造成電池熱失控,并迅速將溫度升至300℃以上。


三元鋰電池熱穩定性較差,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,產生的熱量進一步加劇正極分解,在極短的時間內就會爆燃。相比之下,另一種廣泛應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生分解,三元鋰材料會在200度左右發生分解。并且三元鋰材料的化學反映更加劇烈,會釋放氧分子,在高溫作用下電解液迅速燃燒,發生連鎖反應。而磷酸鐵鋰會在700-800度時發生分解,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。由于鋰電池的特性,所以必須要有BMS電池管理系統。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,我們更應該關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%。


以上就是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的安全性對比,磷酸鐵鋰電池相比三元鋰電池,無論是過度充電、短路,還是受到擠壓、撞擊、解體、高溫烘烤,均不會爆炸也不會燃燒,具有很高的安全性。

聲明: 本站所發布文章部分圖片和內容自于互聯網,如有侵權請聯系刪除

用手機掃描二維碼關閉
二維碼
高冷大叔宠妻无度