鉅大LARGE | 點擊量：7719次 | 2021年05月10日
磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池熱穩(wěn)定性哪個更好？
磷酸鐵鋰離子電池和三元鋰離子電池熱穩(wěn)定性哪個更好?當前來講市場上商業(yè)使用最多的就是三元聚合物鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池這兩大種類了，由于特有的材料特性，磷酸鐵鋰離子電池安全穩(wěn)定性更高，而三元鋰相對來說安全穩(wěn)定性要低一些。
磷酸鐵鋰離子電池和三元鋰離子電池熱穩(wěn)定性哪個更好?
鋰離子電池的熱穩(wěn)定性好壞直接影響其在實際應用中的安全性能，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。就目前行業(yè)數(shù)據(jù)顯示三元鋰離子電池的穩(wěn)定性是比較差的，相對來講磷酸鐵鋰離子電池比較穩(wěn)定。
隨著三元鋰離子電池技術(shù)的不斷發(fā)展，能量密度更高的三元材料逐漸替代了穩(wěn)定性更好的磷酸鐵鋰材料。雖然三元材料為三元鋰離子電池帶來了更高的能量密度，但是其熱穩(wěn)定性的安全性能就變成了更大的挑戰(zhàn)，重要是高鎳材料在200℃度左右就開始發(fā)生分解釋放O2，這也導致了鋰離子電池鼓包，嚴重的甚至會熱失控發(fā)展成燃燒爆炸的事故。
三元鋰離子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。伴隨材料相轉(zhuǎn)變，大量的氧被釋放出來。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
可以看到NCM811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，且釋放的氧會以高活性的單線態(tài)氧1O2形式存在，后者同電解液反應既會釋放大量熱量，還會出現(xiàn)大量氣體，從而進一步惡化電池安全。
磷酸鐵鋰離子電池的特點在于安全性高，高倍率充放電特性和較長的循環(huán)壽數(shù)。除了壽數(shù)長，充放電功能優(yōu)異之外，磷酸鐵鋰離子電池最大的長處是其安全性，磷酸鐵鋰的化學性質(zhì)穩(wěn)定，高溫穩(wěn)定性好，700-800℃才會開端發(fā)生分化，且在面對碰擊、針刺、短路等狀況時不會釋出氧分子，不會出現(xiàn)劇烈的燃燒，安全功能高。
磷酸鐵鋰離子電池在溫度至少高于230℃條件下才會出現(xiàn)顯著的失重，由此表明LFP具有良好的熱穩(wěn)定性。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鍵遠強于層狀結(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。
磷酸鐵鋰離子電池相關(guān)于三元鋰離子電池而言能量密度小，根據(jù)電池內(nèi)部的材料性質(zhì)來說，磷酸鐵鋰離子電池雖然耐高溫，雖然這兩種電極的材料都會在到達一定溫度時發(fā)生內(nèi)部分解，但是根據(jù)三元鋰材料來說，使用非水電解質(zhì)溶液的電池。鋰金屬遇到熱量后出現(xiàn)的化學特性是非?；顫姷?，同時電池的耐熱溫度基本上是在200度左右，并且當溫度達到耐熱溫度后，三元鋰材料的化學反映會更加的劇烈，在高溫用途下電解液迅速燃燒。
磷酸鐵鋰的熱穩(wěn)定性是目前車用鋰離子電池中最好的：當電池溫度處于500度以上高溫時，其內(nèi)部化學成分才開始分解。相比之下，三元鋰離子電池則低于300度，一些高鎳電池熱失控溫度甚至低于200度，因此磷酸鐵鋰離子電池在發(fā)生撞擊和快速充電過程中的自燃風險更低。
總的來說，假如產(chǎn)品側(cè)重考慮的是，高溫安全性可靠性，循環(huán)壽命，要選擇磷酸鐵鋰離子電池。假如產(chǎn)品側(cè)重考慮的是，能量密度，低溫性能，性價比，要選擇三元鋰離子電池。
