磷酸鐵鋰電池包和三元鋰電池安全嗎

來源：存能電氣  日期：2019-06-28 13:08  瀏覽量：次

　　磷酸鐵鋰電池包和三元鋰電池安全嗎？磷酸鐵鋰電池包經(jīng)過嚴格的安全測試，即使在交通事故中也不會發(fā)生爆炸。電動汽車自燃事故頻發(fā)，三元鋰電池的安全性成為了焦點問題。磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固，難以分解，即便在高溫或過充時也不會像鈷酸鋰一樣結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱或是形成強氧化性物質(zhì)，因此鋰電池包具有擁有良好的安全性。

　　磷酸鐵鋰電池包安全嗎？

　　磷酸鐵鋰電池包的安全性主要取決于基本的電化學體系以及電極/電芯的結(jié)構(gòu)、設計和生產(chǎn)工藝等內(nèi)在因素，而電芯所采用的電化學體系則是決定電池安全性的最根本因素。

　　針刺、短路、擠壓

　　當鋰電池包出現(xiàn)短路、針刺或擠壓的時候，會導致內(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電池，這個時間將會更加短，一般5秒左右就會爆炸。

　　熱沖擊

　　所謂的熱沖擊就是環(huán)境溫度突然升高的現(xiàn)象，如果溫度較高，那么會導致鋰電池包負極表面SEI膜出現(xiàn)分解，從而引發(fā)放熱反映，電池散熱如果不好，那么內(nèi)部溫度就會迅速升高，從而出現(xiàn)爆燃現(xiàn)象。

　　過充

　　如果對鋰離子電池進行過充，那么多余的電能會轉(zhuǎn)化為熱能，因此導致電池本體溫度升高出現(xiàn)損壞的情況。往往這個問題會出現(xiàn)在一些沒有過充保護的充電器或電子產(chǎn)品上。

　　相比于早期的錳酸鋰電池，磷酸鐵鋰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)定性是目前車用鋰電池中最好的，當電池溫度處于500-600℃高溫時，其內(nèi)部化學成分才開始分解，而同屬鋰電池的鈷酸鋰電池在180-250℃時就內(nèi)部化學成分就已處于不穩(wěn)定狀態(tài)。換而言之，磷酸鐵鋰電池的安全性在鋰電池中首屈一指，也正因如此，其也成為目前電動車電池的主要門類之一。

　　磷酸鐵鋰電池包在大倍率放電，甚至過充放電過程中，也難以發(fā)生劇烈的氧化還原反應。同時，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，在充放電中磷酸鐵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。

　　三元鋰電池安全嗎?

　　近年來，新能源汽車產(chǎn)業(yè)迎來突飛猛進式的發(fā)展，特別是具備更高續(xù)駛里程的三元鋰電池電動汽車發(fā)展更為迅速，但頻繁出現(xiàn)的電動汽車自燃、起火現(xiàn)象引起了大眾對其安全性的高度關(guān)注。

　　三元鋰電池的缺點也導致采用了三元鋰電池的新能源客車沒有辦法進入新能源車型目錄，原因是安全性。三元鋰電池熱穩(wěn)定性較差，在250-300℃高溫就會產(chǎn)生分解，并且三元鋰材料的化學反應尤其強烈，一旦釋放氧分子，在高溫作用下電解液迅速燃燒，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，特斯拉等電動汽車依然還是有起火隱患。

　　不過為了抑制此類事故，廠家也花費了很大功夫，在電池管理系統(tǒng)以及散熱系統(tǒng)中加入過充保護、過放保護、過溫保護、過流保護這些環(huán)節(jié)，實時監(jiān)測電池狀態(tài)，這些都是為了提高三元鋰電池安全性所采用措施。

　　三元鋰材料容易熱解，但是不代表三元鋰電池安全；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。不管是哪種技術(shù)路線，都要受鋰元素“過于活潑”這一特性的影響。因而電池的安全，是整個系統(tǒng)而非材質(zhì)一項的問題。它的解決，也不是更換正極材料這么簡單。

　　從市場需求看，乘用車將是新能源汽車產(chǎn)業(yè)增長的主要方向。三元電池的高能量密度特性更能滿足新能源乘用車需求。因此，三元電池成為動力電池技術(shù)發(fā)展的重點。隨著技術(shù)進步，三元電池的成本逐步降低，安全性逐步提高，其對磷酸鐵鋰電池包的擠壓將加劇。