鉅大LARGE | 點擊量:354次 | 2023年08月07日
磷酸鐵鋰電池包和三元鋰電池的穿刺探測比較
磷酸鐵鋰離子電池包和三元鋰離子電池的穿刺探測比較。2015年,我國電動汽車產(chǎn)業(yè)猛然加速,彼時大多數(shù)電動汽車搭載的電池都屬磷酸鐵鋰離子電池。由于國家規(guī)定的電池能量密度越來越高,同時在有限的體積下,廠家也更愿意最大限度的提升續(xù)航,進而才能滿足消費者對續(xù)航的需求。故而,在2016年后,大多數(shù)車企逐漸改用能量密度更高、相同體積下可承載更多電能的三元鋰離子電池?!按┐烫綔y”是目前行業(yè)內(nèi)公認的對電池電芯安全性最為嚴苛的測試手段,被譽為新能源電池探測的“喜馬拉雅”。
穿刺探測解析
穿刺實驗實際上就是用3~5mm的耐熱鋼針,垂直刺入一塊動力鋰離子電池。早起我國電動汽車動力鋰離子電池是要進行穿刺探測的,但由于多方利益,我國在近年來的規(guī)定中又取消了穿刺探測。我們也不要過分看重穿刺實驗的結(jié)果,因為在常規(guī)狀態(tài)下動力鋰離子電池的外部還有保護殼、極難發(fā)生類似穿刺探測的真切環(huán)境。穿刺實驗也僅僅針對最為極端的情況下,動力鋰離子電池的安全性。
磷酸鐵鋰離子電池包和三元鋰離子電池的穿刺探測比較
1.在同樣的探測條件下,三元鋰離子電池在針刺瞬間出現(xiàn)劇烈的溫度變化,表面溫度迅速超過500℃,并發(fā)生極端的熱失控——劇烈燃燒現(xiàn)象,電池表面的雞蛋被炸飛;
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%
2.傳統(tǒng)塊狀磷酸鐵鋰離子電池包在被穿刺后無明火,有煙,表面溫度達到了200℃~400℃,電池表面的雞蛋被高溫烤焦;
3.磷酸鐵鋰離子電池在穿透后無明火,無煙,電池表面的溫度僅有30-60℃左右,電池表面的雞蛋無變化,仍處于可流動的液體狀態(tài)。磷酸鐵鋰離子電池的設計使得它在短路時產(chǎn)熱少、散熱快,因此磷酸鐵鋰離子電池的表現(xiàn)非常優(yōu)異。
磷酸鐵鋰離子電池包和三元鋰離子電池相比較
①安全性:三元鋰離子電池正極材料的分析溫度在200℃左右,磷酸鐵鋰離子電池正極材料的分析溫度在700℃左右,試驗室探測環(huán)境下短路磷酸鐵鋰離子電池單體基本不發(fā)生著火的情況,在使用三元鋰離子電池時尤其要對熱管理提出較高的要求。有關(guān)整車電池組來講,安全措施更加完善與科學,通過bMS有效對鋰離子電池組激進型管理,電池可以工作在安全的狀態(tài)下。
②能量密度:相同體積下三元鋰離子電池由于其能量密度高的天然優(yōu)點,可儲存的電能比磷酸鐵鋰離子電池包多,也就是說同一款車分別搭載三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池,那么搭載三元鋰離子電池的續(xù)航里程肯定比磷酸鐵鋰離子電池高。
③制造成本:磷酸鐵鋰離子電池包沒有貴重金屬因而加工成本較低,三元鋰離子電池則因為采用鈷金屬,其70%儲量在非洲剛果金,這讓其進口價格一路飆漲,當前報價已經(jīng)達到20萬元/噸。
三元材料在電池比能量、比功率、大倍率充電、低溫性能等方面有優(yōu)點,循環(huán)性能方面則是磷酸鐵鋰材料優(yōu)點分明,在安全方面磷酸鐵鋰離子電池包也優(yōu)于三元鋰離子電池。高安全、長壽命的磷酸鐵鋰離子電池仍舊具有市場。在選用電池時可依據(jù)不同用途選擇,如大巴車空間較大,對電池比能量和比功率要求相對較低,可選擇磷酸鐵鋰材料電池發(fā)揮其循環(huán)性能好的特性;轎車空間有限電池用量小,則選用高比能量與高比功率三元材料電池更為適宜。