磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池?zé)岱€(wěn)定性哪個(gè)好?
鋰電池的熱穩(wěn)定性好壞直接影響其在實(shí)際應(yīng)用中的安全性能,也就是說熱穩(wěn)定性越好,使用過程越不容易發(fā)生自燃或爆炸事故,目前市場(chǎng)上的鋰電池主要是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池這兩種,那么它們哪個(gè)熱穩(wěn)定性更好呢?
1、磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池的材料熱穩(wěn)定性對(duì)比
三元鋰電池從層狀相到尖晶石相的相轉(zhuǎn)變溫度分別為245℃、235℃、185℃和135℃,尖晶石相存在的溫度區(qū)間逐步縮減,表明隨著Ni含量提高NCM熱穩(wěn)定性逐漸降低。更為重要的是,從NCM523到NCM811,材料的熱穩(wěn)定性呈現(xiàn)急劇降低的趨勢(shì)。伴隨材料相轉(zhuǎn)變,大量的氧被釋放出來??梢钥吹絅CM811的氧釋放量最大,是其他幾款材料的數(shù)倍之多。目前的研究表明,在全電池體系中NCM相轉(zhuǎn)變往往發(fā)生在顆粒表層,且釋放的氧會(huì)以高活性的單線態(tài)氧1O2形式存在,后者同電解液反應(yīng)既會(huì)釋放大量熱量,還會(huì)產(chǎn)生大量氣體,從而進(jìn)一步惡化電池安全。
磷酸鐵鋰電池在溫度至少高于230℃條件下才會(huì)出現(xiàn)顯著的失重,由此表明LFP具有良好的熱穩(wěn)定性。正如前文所述,橄欖石結(jié)構(gòu)的LFP的良好熱穩(wěn)定性源于其結(jié)構(gòu)中磷酸基,F(xiàn)e-P-O鍵遠(yuǎn)強(qiáng)于層狀結(jié)構(gòu)NCM中的Ni-O、Co-O和Mn-O鍵,因此LFP較NCM有著更好的熱穩(wěn)定性。
2、磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池的全電池?zé)岱€(wěn)定性對(duì)比
在難以同時(shí)找到磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池結(jié)果對(duì)比情形下,只能大致看很多是測(cè)試數(shù)據(jù)的結(jié)果,不難看出:
(1)同一體系電池的熱穩(wěn)定性同SOC關(guān)系很大,SOC越高,電池的熱穩(wěn)定性越差;
(2)無論是從起始放熱溫度、最大放熱速率,還是最高溫度、放熱時(shí)間分析,LFP體系電池較NCA(NCM)體系電池有著明顯的熱穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì)。
(3)從材料本身角度看,LFP較NCM和NCA顯然熱穩(wěn)定性更好;
上一篇: 硅碳高倍率鋰電池的缺點(diǎn)與改進(jìn)方法
下一篇: 儲(chǔ)能鋰電池的重要作用