過去的幾年，使用三元鋰電池的電動汽車多次發(fā)生過起火爆炸。于是負面新聞相對較少的磷酸鐵鋰電池，被貼上了“絕對安全”的標簽，成為曾經(jīng)電動汽車動力電池的首選。但磷酸鐵鋰電池真的不會爆炸嗎？存能小編為您解析磷酸鐵鋰電池爆炸的原因。

 

　　鐵鋰電池會爆炸嗎？

 

　　磷酸鐵鋰電池在一般情況下是不會出現(xiàn)爆炸起火的的。正常使用時磷酸鐵鋰電池的安全性較高，但是事無絕對，在一些極端情況下還是會發(fā)生危險的。這跟各公司的材料選擇、配比、工藝過程以及后期的使用是有很大關系的。

 

　　盡管磷酸鐵鋰材料從熱力學方面來說，其熱穩(wěn)定性和結(jié)構穩(wěn)定型是目前所有正極材料中最高的，并且在實際安全性能測試中也被驗證，但從材料以及電池內(nèi)在發(fā)生短路的可能性和幾率來看，它可能又是最不安全的。

 

　　首先，從材料的制備來說，磷酸鐵鋰的固相燒結(jié)反應是一個復雜的多相反應，有固相磷酸鹽、鐵的氧化物以及鋰鹽，外加碳的前驅(qū)體以及還原性氣相。為了保證磷酸鐵鋰中的鐵元素是正二價，燒結(jié)反應必須在還原性氣氛中進行，而較強的還原性氣氛在將三價鐵離子還原成正二價鐵離子的過程中，存在將正二價鐵離子進一步還原成微量單質(zhì)鐵的可能性。

 

　　單質(zhì)鐵會引起電池的微短路，是電池中最忌諱的物質(zhì)，這也是日本沒有將磷酸鐵鋰應用于動力型鋰離子電池中的主要原因之一。此外，固相反應一個顯著的特點是反應的緩慢性和不徹底性，這使得在磷酸鐵鋰中存在微量Fe?O?的可能性，美國阿貢實驗室將磷酸鐵鋰高溫循環(huán)性差的缺陷歸結(jié)為Fe?O?在充放電循環(huán)過程中的溶解以及單質(zhì)鐵在負極上的析出。此外，為了提高磷酸鐵鋰的性能，必須將其顆粒納米化。而納米材料的一個顯著特點是結(jié)構穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性較低，化學活性較高，這在某種程度上也增加了磷酸鐵鋰中鐵溶解的幾率，特別是在高溫循環(huán)與儲存條件下。而實驗結(jié)果也表明，在負極上通過化學分析或者能譜分析，測試到鐵元素的存在。

 

　　從磷酸鐵鋰電池制備的方面來說，由于磷酸鐵鋰納米級顆粒較小，比表面積較高，并且由于采用碳包覆工藝，高比表面積的活性炭對空氣中的水分等氣體具有很強的吸附作用，造成電極加工性能不佳，粘結(jié)劑對其納米顆粒的粘附力較差。無論在電池制備過程中還是在電池的充放電循環(huán)和儲存時，納米顆粒都容易從電極上脫離，造成電池的內(nèi)部微短路。

 

　　磷酸鐵鋰電池爆炸問題解析

 

　　1、水份含量過高

 

　　水份可以和電芯中的電解液反應，生產(chǎn)氣體，充電時，可以和生成的鋰反應，生成氧化鋰，使電芯的容量損失，易使電芯過充而生成氣體，水份的分解電壓較低，充電時很容易分解生成氣體，當這一系列生成的氣體會使電芯的內(nèi)部壓力增大，當電芯的外殼無法承受時，電芯就會爆炸。

 

　　2、內(nèi)部短路

 

　　由于內(nèi)部產(chǎn)生短路現(xiàn)象，電芯大電流放電，產(chǎn)生大量的熱，燒壞隔膜，而造成更大的短路現(xiàn)象，這樣電芯就會產(chǎn)生高溫，使電解液分解成氣體，造成內(nèi)部壓力過大，當電芯的外殼無法承受這個壓力時，電芯就會爆炸。

 

　　3、上部膠

 

　　激光焊時，熱量經(jīng)殼體傳導到正極耳上，使正極耳溫度高，如果上部膠紙沒有隔開正極耳及隔膜，熱的正極耳就會使隔膜紙燒壞或收縮，造成內(nèi)部短路，而形成爆炸。

 

　　4、高溫膠紙包住負極耳

 

　　客戶在負極耳點焊時，熱量傳導到負極耳上，如果高溫膠紙未貼好，負極耳上的熱量就會燒壞隔膜，造成內(nèi)部短路，形成爆炸。

 

　　5、貼底部膠未完全包住底部

 

　　客戶在底部鋁鎳復合帶處點焊時，會在底部殼壁產(chǎn)生大量的熱，傳導極芯的底部，如果高溫膠紙未完全包住隔膜，會燒壞隔膜，造成內(nèi)部短路，形成爆炸。

 

　　6、過充

 

　　電芯過充電時，正極的鋰過度放出會使正極的結(jié)構發(fā)生變化，而放出的鋰過多也容易無法插入負極中，也容易造成負極表面析鋰，而且，當電壓達到4.5V以上時，電解液會分解生產(chǎn)大量的氣體。上面種種均可能造成爆炸。

 

　　7、外部短路

 

　　外部短路可能由于操作不當，或誤使用所造成，由于外部短路，電池放電電流很大，會使電芯的發(fā)熱，高溫會使電芯內(nèi)部的隔膜收縮或完全壞壞，造成內(nèi)部短路，因而爆炸。