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换一个角度来看待磷酸铁锂锂电池安全性问题
换一个角度来看待磷酸铁锂锂电池安全性问题
  • 发布时间:2020-05-28 17:45

换一个角度来看待磷酸铁锂锂电池安全性问题

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安全性问题是动力型锂离子电池在电动车辆中运用时最为重视的问题之一,其影响因素很多,包括正负极资料、隔阂、电解液以及电池规划与电源办理体系等一系列的问题。现在所做的锂离子电池安全性测验和评价都是抽样将制品电池在不同乱用状态下进行各种安全性试验,而磷酸铁锂资料以及磷酸铁锂电池的优异安全功能也是在这些条件下测验出的。而关系到锂离子电池安全性的更重要的一个因素是因为资料以及电池的内在原因此存在的短路的可能性以及短路的较高几率。而以金属锂为负极的锂二次电池便是因为存在在充放电进程中因为锂枝晶的产生会刺穿隔阂引起内部短路的安全问题而被抛弃。

一般以为,锂离子电池在正常运用状态下是安全的,这从日本丰田公司利用业内以为安全性最差的镍系化合物作为正极资料也能够看出。虽然磷酸铁锂资料从热力学方面来说,其热稳定性和结构稳定型是现在一切正极资料中最高的,并且在实践安全功能测验中也被验证,但从资料以及电池内在发生短路的可能性和几率来看,它可能又是最不安全的。

首先,从资料的制备来说,磷酸铁锂的固相烧结反响是一个复杂的多相反响(虽然有一些合成技能宣称是液相合成工艺,可是最终都需要高温固相烧结这一进程),有固相磷酸盐、铁的氧化物以及锂盐,外加碳的前驱体以及复原性气相。为了保证磷酸铁锂中的铁元素是正二价,烧结反响必须在复原性气氛中进行,而较强的复原性气氛在将三价铁离子复原成正二价铁离子的进程中,存在将正二价铁离子进一步复原成微量单质铁的可能性。单质铁会引起电池的微短路,是电池中最忌讳的物质,这也是日本没有将磷酸铁锂应用于动力型锂离子电池中的主要原因之一。此外,固相反响一个显著的特点是反响的缓慢性和不彻底性,这使得在磷酸铁锂中存在微量Fe2O3的可能性,美国阿贡实验室将磷酸铁锂高温循环性差的缺陷归结为Fe2O3在充放电循环进程中的溶解以及单质铁在负极上的分出。此外,为了提高磷酸铁锂的功能,必须将其颗粒纳米化。而纳米资料的一个显著特点是结构稳定性和热稳定性较低,化学活性较高,这在某种程度上也增加了磷酸铁锂中铁溶解的几率,特别是在高温循环与储存条件下。而实验成果也表明,在负极上通过化学分析或者能谱分析,测验到铁元素的存在。

从磷酸铁锂电池制备的方面来说,因为磷酸铁锂纳米级颗粒较小,比表面积较高,并且因为选用碳包覆工艺,高比表面积的活性炭对空气中的水分等气体具有很强的吸附效果,造成电极加工功能欠安,粘结剂对其纳米颗粒的粘附力较差。不管在电池制备进程中仍是在电池的充放电循环和储存时,纳米颗粒都容易从电极上脱离,造成电池的内部微短路。

据咱们所知,磷酸铁锂电池不管在电池厂家的制造进程中仍是在消费者运用进程中,短路率较高。电池厂家往往多从电池制备工艺下手去查找问题,而对因为磷酸铁锂资料内在的原因引起短路这一问题往往知道不到。美国A123的18650型磷酸铁锂电池几年前就在电动车上起火爆破过,当时轿车在高速公路上行进。后来的调查成果以为是接线的螺丝没有拧紧,导致过热引起电池起火爆破。但咱们以为因为电池内部短路引发起火爆破的可能性更大。外部部分螺丝没有拧紧产生的热量会引发18650型锂电池这么严重的起火爆破现象值得怀疑。
 

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