磷酸铁锂电池和三元锂电池谁的热稳定比较好
来源：宝鄂实业
2021-03-02 14:01
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随着三元锂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，主要是高镍材料在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，还会产生大量气体，从而进一步恶化电池安全。
磷酸铁锂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，不会产生剧烈的燃烧，安全功能高。
磷酸铁锂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。
磷酸铁锂电池相对于三元锂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。锂金属遇到热量后产生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，在高温作用下电解液迅速燃烧。
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