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磷酸鐵鋰電池的安全特性介紹

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年06月15日  

說起鋰電池的產品安全性大家可能首先會想到的就是電池爆炸的畫面,但是自從研發出了新的鋰電池開發技術電池爆炸的事件也已經很少,鋰電池的技術在行業內已經很成熟了所以一般情況下是不會爆炸的,正常使用時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生危險的。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系的。盡管磷酸鐵鋰材料從熱力學方面來說,其熱穩定性和結構穩定型是目前所有正極材料中最高的,并且在實際安全性能測試中也被驗證,但從材料以及電池內在發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反應是一個復雜的多相反應(盡管有一些合成技術宣稱是液相合成工藝,但是最終都需要高溫固相燒結這一過程),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,燒結反應必須在還原性氣氛中進行,而較強的還原性氣氛在將三價鐵離子還原成正二價鐵離子的過程中,存在將正二價鐵離子進一步還原成微量單質鐵的可能性。單質鐵會引起電池的微短路,是電池中最忌諱的物質,這也是日本沒有將磷酸鐵鋰應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的吸附作用,造成電極加工性能不佳,粘結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和儲存時,納米顆粒都容易從電極上脫離,造成電池的內部微短路。電池廠家的制造過程中還是在消費者使用過程中,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在的原因引起短路這一問題往往認識不到。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,當時汽車在高速公路上行駛。后來的調查結果認為是接線的螺絲沒有擰緊,導致過熱引起電池起火爆炸。

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