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磷酸鐵鋰電池的安全特性介紹

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1143次  |  2019年06月15日  

說起鋰電池的產(chǎn)品安全性大家可能首先會想到的就是電池爆炸的畫面,但是自從研發(fā)出了新的鋰電池開發(fā)技術(shù)電池爆炸的事件也已經(jīng)很少,鋰電池的技術(shù)在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)很成熟了所以一般情況下是不會爆炸的,正常使用時(shí)磷酸鐵鋰電池的安全性還是蠻高的。

但是事無絕對。在一些極端情況下還是會發(fā)生危險(xiǎn)的。這跟各公司的材料選擇、配比、工藝過程以及后期的使用是有很大關(guān)系的。盡管磷酸鐵鋰材料從熱力學(xué)方面來說,其熱穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定型是目前所有正極材料中最高的,并且在實(shí)際安全性能測試中也被驗(yàn)證,但從材料以及電池內(nèi)在發(fā)生短路的可能性和幾率來看,它可能又是最不安全的。

首先,從材料的制備來說,磷酸鐵鋰的固相燒結(jié)反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的多相反應(yīng)(盡管有一些合成技術(shù)宣稱是液相合成工藝,但是最終都需要高溫固相燒結(jié)這一過程),有固相磷酸鹽、鐵的氧化物以及鋰鹽,外加碳的前驅(qū)體以及還原性氣相。為了保證磷酸鐵鋰中的鐵元素是正二價(jià),燒結(jié)反應(yīng)必須在還原性氣氛中進(jìn)行,而較強(qiáng)的還原性氣氛在將三價(jià)鐵離子還原成正二價(jià)鐵離子的過程中,存在將正二價(jià)鐵離子進(jìn)一步還原成微量單質(zhì)鐵的可能性。單質(zhì)鐵會引起電池的微短路,是電池中最忌諱的物質(zhì),這也是日本沒有將磷酸鐵鋰應(yīng)用于動力型鋰離子電池中的主要原因之一。

從磷酸鐵鋰電池制備的方面來說,由于磷酸鐵鋰納米級顆粒較小,比表面積較高,并且由于采用碳包覆工藝,高比表面積的活性炭對空氣中的水分等氣體具有很強(qiáng)的吸附作用,造成電極加工性能不佳,粘結(jié)劑對其納米顆粒的粘附力較差。無論在電池制備過程中還是在電池的充放電循環(huán)和儲存時(shí),納米顆粒都容易從電極上脫離,造成電池的內(nèi)部微短路。電池廠家的制造過程中還是在消費(fèi)者使用過程中,短路率較高。電池廠家往往多從電池制備工藝入手去查找問題,而對由于磷酸鐵鋰材料內(nèi)在的原因引起短路這一問題往往認(rèn)識不到。美國A123的18650型磷酸鐵鋰電池幾年前就在電動車上起火爆炸過,當(dāng)時(shí)汽車在高速公路上行駛。后來的調(diào)查結(jié)果認(rèn)為是接線的螺絲沒有擰緊,導(dǎo)致過熱引起電池起火爆炸。

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