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磷酸铁锂离子电池和三元锂离子电池谁的热稳定比较好卷板机

卷板机    
2022年10月10日
磷酸铁锂离子电池和三元锂离子电池谁的热稳定比较好

随着三元锂离子电池技术的不断发展,能量密度更高的三元材料逐渐替代了稳定性更好的磷酸铁锂材料。虽然三元材料为三元锂离子电池带来了更高的能量密度,但是其热稳定性的安全性能就变成了更大的挑战,重要是高镍材料在200℃度左右就开始发生分解释放O2,这也导致了锂离子电池鼓包,严重的甚至会热失控发展成燃烧爆炸的事故。

三元锂离子电池从层状相到尖晶石相的相转变温度分别为245℃、235℃、185℃和135℃,尖晶石相存在的温度区间逐步缩减,表明随着Ni含量提高NCM热稳定性逐渐降低。更为重要的是,从NCM523到NCM811,材料的热稳定性呈现急剧降低的趋势。伴随材料相转变,大量的氧被释放出来。

可以看到NCM811的氧释放量最大,是其他几款材料的数倍之多。目前的研究表明,在全电池体系中NCM相转变往往发生在颗粒表层,且释放的氧会以高活性的单线态氧1O2形式存在,后者同电解液反应既会释放大量热量,还会出现大量气体,从而进一步恶化电池安全。

磷酸铁锂离子电池的特点在于安全性高,高倍率充放电特性和较长的循环寿数。除了寿数长,充放电功能优异之外,磷酸铁锂离子电池最大的长处是其安全性,磷酸铁锂的化学性质稳定,高温稳定性好,700-800℃才会开端发生分化,且在面对碰击、针刺、短路等状况时不会释出氧分子,不会出现剧烈的燃烧,安全功能高。

低温磷酸铁锂电池3.2V 20A
-20℃充电,-40℃ 3C放电容量≥70%

充电温度:-20~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃支持最大放电倍率:3C
-40℃ 3C放电容量保持率≥70%

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磷酸铁锂离子电池在温度至少高于230℃条件下才会出现显著的失重,由此表明LFP具有良好的热稳定性。橄榄石结构的LFP的良好热稳定性源于其结构中磷酸基,Fe-P-O键远强于层状结构NCM中的Ni-O、Co-O和Mn-O键,因此LFP较NCM有着更好的热稳定性。

磷酸铁锂离子电池相关于三元锂离子电池而言能量密度小,根据电池内部的材料性质来说,磷酸铁锂离子电池虽然耐高温,虽然这两种电极的材料都会在到达一定温度时发生内部分解,但是根据三元锂材料来说,使用非水电解质溶液的电池。锂金属遇到热量后出现的化学特性是非常活泼的,同时电池的耐热温度基本上是在200度左右,并且当温度达到耐热温度后,三元锂材料的化学反映会更加的剧烈,在高温用途下电解液迅速燃烧。

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