磷酸铁锂电池的原材料是什么？磷酸铁锂电池爆炸起火原因是什么
来源：宝鄂实业
2020-11-14 11:12
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磷酸铁锂电池的原材料是什么
磷酸铁锂电池包原材料生产主要有四个，分别是正极材料、负极材料、电解液和隔膜。
1.在正极材料当中，最常用的材料有钴酸锂，锰酸锂，磷酸铁锂和三元材料（镍钴锰的聚合物）。正极材料占有较大比例（正负极材料的质量比为3:1~4：1），因为正极材料的性能直接影响着锂电池包的性能，其成本也直接决定电池成本高低。
2.在负极材料当中，目前负极材料主要以天然石墨和人造石墨为主。负极材料作为磷酸铁锂电池包四大组成材料之一，在提高电池的容量以及循环性能方面起到了重要作用，处于锂电池产业中游的核心环节。
3.市场化的隔膜材料主要是以聚乙烯、聚丙烯为主的聚烯烃类隔膜。锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响锂电池包的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。
4.电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的。电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，是磷酸铁锂电池获得高电压、高比能等优点的保证。
磷酸铁锂电池爆炸起火原因
磷酸铁锂电池在一般情况下是不会出现爆炸起火的的。正常使用时磷酸铁锂电池的安全性较高，但是事无绝对，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测试中也被验证，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，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，烧结反应必须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应用于动力型锂离子电池中的主要原因之一。此外，固相反应一个显著的特点是反应的缓慢性和不彻底性，这使得在磷酸铁锂中存在微量Fe2O3的可能性，美国阿贡实验室将磷酸铁锂高温循环性差的缺陷归结为Fe2O3在充放电循环过程中的溶解以及单质铁在负极上的析出。此外，为了提高磷酸铁锂的性能，必须将其颗粒纳米化。而纳米材料的一个显著特点是结构稳定性和热稳定性较低，化学活性较高，这在某种程度上也增加了磷酸铁锂中铁溶解的几率，特别是在高温循环与储存条件下。而实验结果也表明，在负极上通过化学分析或者能谱分析，测试到铁元素的存在。
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作用，造成电极加工性能不佳，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。
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