电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
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锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
是事无绝对,在一些极端情况下还是会发生危险的。这跟各公司的材料选择、配比、工艺过程以及后期的使用是有很大关系的。尽管磷酸铁锂材料从热力学方面来说,其热稳定性和结构稳定型是目前所有正极材料中最高的,并且在实际安全性能探测中也被验证,但从材料以及电池内在发生短路的可能性和几率来看,它可能又是最不安全的。
首先,从材料的制备来说,磷酸铁锂的固相烧结反应是一个复杂的多相反应(尽管有一些合成技术宣称是液相合成工艺,但是最终都要高温固相烧结这一过程),有固相磷酸盐、铁的氧化物以及锂盐,外加碳的前驱体以及还原性气相。为了保证磷酸铁锂中的铁元素是正二价,烧结反应非得在还原性气氛中进行,而较强的还原性气氛在将三价铁离子还原成正二价铁离子的过程中,存在将正二价铁离子进一步还原成微量单质铁的可能性。单质铁会引起电池的微短路,是电池中最忌讳的物质,这也是日本没有将磷酸铁锂使用于动力型锂电池中的紧要原由之一。
从磷酸铁锂电池制备的方面来说,由于磷酸铁锂纳米级颗粒较小,比表面积较高,并且由于采用碳包覆工艺,高比表面积的活性炭对空气中的水分等气体具有很强的吸附用途,造成电极出产性能不佳,粘结剂对其纳米颗粒的粘附力较差。无论在电池制备过程中还是在电池的充放电循环和储存时,纳米颗粒都容易从电极上脱离,造成电池的内部微短路。电池厂家的制造过程中还是在消费者使用过程中,短路率较高。电池厂家往往多从电池制备工艺入手去查找问题,而对由于磷酸铁锂材料内在的原由引起短路这一问题往往认识不到。美国A123的18650型磷酸铁锂电池几年前就在电动车上起火爆炸过,当时汽车在高速公路上行驶。后来的调查结果认为是接线的螺丝没有拧紧,导致过热引起电池起火爆炸。
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