"锂电池寿命长,续航远,重量轻,就是容易爆炸起火,还是算了吧...”提到锂电池,很多人第一反应是“容易爆炸起火”,其实这种印象有点片面。
锂电池不是一种电池,目前市面上主要有磷酸铁锂电池和三元锂电池两种,它们的安全性差别很大。
为了让大家直观看到两种电池电芯的安全性,我们做了一个简单的实验,一起来看看磷酸铁锂电池的安全性到底如何?
三元锂电池电芯在穿刺后3秒内便迅速鼓包。
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还来不及反应便瞬间起火。
磷酸铁锂电芯虽千疮百孔,冒出大量白烟,但最终也没有看到明火
提醒:危险操作,请勿模仿!
为什么都是锂电池,安全表现差这么多?
差别就在正极材料上。
三元锂电池的正极材料是镍、钴、锰(或镍、钴、铝)三种金属,所以叫“三元”。
这种材料的结构是层状的,就像一摞薄纸片,看着整齐但稳定性差。
它的热分解温度很低,一般在200-300℃,如果是高镍型号(比如镍钴锰比例8:1:1的811电池),不到200℃就会开始分解。
更危险的是,分解时会释放氧气。电池里的电解液是易燃的有机液体,负极分解还会产生氢气,这三者混合在一起,再加上释放的大量热量,直接形成连锁反应,发生剧烈燃烧和爆炸。
过充对三元锂电池来说也更危险,因为过充时层状结构容易被破坏,锂枝晶会快速生长,刺穿隔膜造成短路。短路产生的高温会引起正极分解,就又会出现前面所说的连锁反应。
磷酸铁锂电池的正极材料就是单一的磷酸铁锂。
这种材料的结构很稳定,就像搭了个结实的骨架,结构不容易散架。
它的热分解温度能达到500-600℃,这个温度日常生活中很难达到。就算遇到高温、挤压或者穿刺,引起的电池内部短路产生的高温,也很难引起磷酸铁锂分解。
更重要的是,磷酸铁锂电池分解时产生的气体主要是二氧化碳和水,都是不可燃的,不会“火上浇油”引发热失控。
酸铁锂电池的2.5倍。
有实验显示,三元锂电池受到针刺后,10秒内温度就会飙升到400-600℃;而磷酸铁锂电池被针刺后,2分钟才会达到300℃,而且不会起火,只会轻微冒烟。
不过,三元锂电池电芯的优点也很明显,能量密度高且低温性能好,所以仍广泛应用于对长续航要求高的新能源汽车上,当然车企也花费了更多的成本,为电池设计附加结构来弥补电芯本身安全性的不足。
对于低速车用户来说,普遍续航要求比汽车要低很多,自然没有必要承担更多的成本和风险去选择三元锂电池。
一块正规安全的磷酸铁锂电池足够稳稳当当用上8年。