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什么是三元锂电池?三元锂电池安全性到底怎样?

来源:宝鄂实业    2019-04-15 16:25    点击量:
 三元聚合物锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)三元正极材料的锂电池,三元复合正极材料前驱体产品,是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整。三元锂电池能量密度更大,但安全性经常受到怀疑。
  之所以会有这样的原因是即便这两种材料都会在到达一定温度时发生分解,三元锂材料会在更低的200度左右发生分解,而磷酸铁锂材料是在800度左右。并且三元锂材料的化学反映更加剧烈,会释放氧分子,在高温作用下电解液迅速燃烧,发生连锁反应。说简单点,就是三元锂材料比磷酸铁锂材料更容易着火。不过需要注意的是,我们提到的是材料,而不是已经成为成品的电池。
 
  正因为三元锂材料有这样的安全隐患,所以厂商也在努力往抑制产生事故的方向走。根据三元锂材料容易热解的特性,厂商在过充保护(OVP)、过放保护(UVP)、过温保护(OTP)、过流保护(OCP)这几个环节上都会下不少的功夫。所以自燃事件更多是应该考量厂商在这几个环节的功能是否落实到位,而不是简单的因噎废食。
  那么这两种电池现在的使用情况又是怎么样的呢?让我们来关注一组数据。去年11月,磷酸铁锂电池的电动大巴装机量占到了64.9%,三元锂电池装机量只有27.6%。相反,在纯电动乘用车市场,三元锂电池在去年11月的装机量超过76%。
 
  可以看出,三元锂电池自身能量密度更大的优势,应该是要作为未来汽车新能源存储设备而生的。而现在发生相关的安全事件,在新能源汽车的普及仍然处于初级阶段的时候,可以称得上是一件好事。很多新能源汽车相关企业为了能够完成抢占市场和获得政策支持的双重目标,放宽技术要求,大量生产经不起长时间反复使用的能源组件。汽车工作的环境是严苛的,长时间使用这些零部件,发生安全事故的原因难免大大增高。
 因此我们可以认为在中国电动车百人会上工业和信息化部装备司司长张相木发表要对三元锂电池客车的安全性能进行评估,是国家有关部门有意从政策层面上进行一次标准的界定,以促进行业标准的产生。无论是对于消费者还是厂商,在未来都有着相当积极的意义。因此没有必要因为在网上片面地看到三元锂电池的安全事故消息就裹足不前,材料都是会有危险的,关键在于如何牢牢地控制。在众多新能源车型中,我国给予纯电动汽车的补贴最高,而且补贴与纯电动里程挂钩,于是近些年在我国出现了一阵“人造三元风”。在政府部门倡导电池比能量指标一年更比一年高的情况下,三元材料中镍钴锰的组合由安全性尚可的333,一步一步地迈向523、622、811。随着镍量的增加,在材料比容量提高的同时,电池的热失控温度和安全性逐步下降。在另一种镍钴铝三元材料中(特斯拉所用),镍的份额也占八成,同样存在类似问题。特斯拉用的三元锂离子电池,热失控温度不足200℃,尤其是三元材料在达到一定温度时还会分解释放出极活泼的初生态氧,即使在没有外界氧气供应的情况下,这种电池内部就“完整地具备”燃烧三要素。试想,其安全性能高吗?这也是三元锂离子电池起火后,火势蔓延迅速且难以扑灭的原因。
 
同时,纯电动汽车的里程指标正在追赶传统燃油车,除了使用高比能电池外,还导致过度多装电池。这两个因素叠加,使电动汽车的安全性更受威胁,事故频发