磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池熱穩定性哪個(gè)好?
鋰電池的熱穩定性好壞直接影響其在實(shí)際應用中的安全性能,也就是說(shuō)熱穩定性越好,使用過(guò)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)熱穩定性更好呢?


1、磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池的材料熱穩定性對比
三元鋰電池從層狀相到尖晶石相的相轉變溫度分別為245℃、235℃、185℃和135℃,尖晶石相存在的溫度區間逐步縮減,表明隨著(zhù)Ni含量提高NCM熱穩定性逐漸降低。更為重要的是,從NCM523到NCM811,材料的熱穩定性呈現急劇降低的趨勢。伴隨材料相轉變,大量的氧被釋放出來(lái)??梢钥吹絅CM811的氧釋放量最大,是其他幾款材料的數倍之多。目前的研究表明,在全電池體系中NCM相轉變往往發(fā)生在顆粒表層,且釋放的氧會(huì )以高活性的單線(xiàn)態(tài)氧1O2形式存在,后者同電解液反應既會(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 )出現顯著(zhù)的失重,由此表明LFP具有良好的熱穩定性。正如前文所述,橄欖石結構的LFP的良好熱穩定性源于其結構中磷酸基,Fe-P-O鍵遠強于層狀結構NCM中的Ni-O、Co-O和Mn-O鍵,因此LFP較NCM有著(zhù)更好的熱穩定性。
2、磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池的全電池熱穩定性對比
在難以同時(shí)找到磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池結果對比情形下,只能大致看很多是測試數據的結果,不難看出:
(1)同一體系電池的熱穩定性同SOC關(guān)系很大,SOC越高,電池的熱穩定性越差;
(2)無(wú)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(zhù)明顯的熱穩定性?xún)?yōu)勢。
(3)從材料本身角度看,LFP較NCM和NCA顯然熱穩定性更好;
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