磷酸鐵鋰電池組和三元鋰電池的穿刺測試對比

來源：存能電氣  日期：2020-04-08 14:25  瀏覽量：次

磷酸鐵鋰電池組和三元鋰電池的穿刺測試對比。2015年，中國電動汽車產(chǎn)業(yè)突然加速，彼時大多數(shù)電動汽車搭載的電池都屬磷酸鐵鋰電池。由于國家規(guī)定的電池能量密度越來越高，同時在有限的體積下，廠家也更愿意最大限度的提升續(xù)航，進(jìn)而才能滿足消費(fèi)者對續(xù)航的需求。故而，在2016年后，大多數(shù)車企逐漸改用能量密度更高、相同體積下可承載更多電能的三元鋰電池。“穿刺測試”是目前行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的對電池電芯安全性最為嚴(yán)苛的檢測手段，被譽(yù)為新能源電池測試的“喜馬拉雅”。

穿刺測試介紹

穿刺試驗(yàn)實(shí)際上就是用3~5mm的耐熱鋼針，垂直刺入一塊動力電池。早起我國電動汽車動力電池是需要進(jìn)行穿刺測試的，但由于多方利益，我國在近年來的規(guī)定中又取消了穿刺測試。我們也不要過分看重穿刺試驗(yàn)的結(jié)果，因?yàn)樵诔Ｒ?guī)狀態(tài)下動力電池的外部還有保護(hù)殼、極難發(fā)生類似穿刺測試的真實(shí)環(huán)境。穿刺試驗(yàn)也僅僅針對最為極端的情況下，動力電池的安全性。

磷酸鐵鋰電池組和三元鋰電池的穿刺測試對比

1.在同樣的測試條件下，三元鋰電池在針刺瞬間出現(xiàn)劇烈的溫度變化，表面溫度迅速超過500℃，并發(fā)生極端的熱失控——劇烈燃燒現(xiàn)象，電池表面的雞蛋被炸飛；

2.傳統(tǒng)塊狀磷酸鐵鋰電池組在被穿刺后無明火，有煙，表面溫度達(dá)到了200℃~400℃，電池表面的雞蛋被高溫烤焦；

3.磷酸鐵鋰電池在穿透后無明火，無煙，電池表面的溫度僅有30-60℃左右，電池表面的雞蛋無變化，仍處于可流動的液體狀態(tài)。磷酸鐵鋰電池的設(shè)計(jì)使得它在短路時產(chǎn)熱少、散熱快，因此磷酸鐵鋰電池的表現(xiàn)非常優(yōu)異。

磷酸鐵鋰電池組和三元鋰電池相比較

①安全性：三元鋰電池正極材料的分解溫度在200℃左右，磷酸鐵鋰電池正極材料的分解溫度在700℃左右，實(shí)驗(yàn)室測試環(huán)境下短路磷酸鐵鋰電池單體基本不發(fā)生著火的情況，在使用三元鋰電池時尤其要對熱管理提出較高的要求。對于整車電池包來講，安全措施更加完善與科學(xué)，通過BMS有效對鋰電池包激進(jìn)型管理，電池可以工作在安全的狀態(tài)下。

②能量密度：相同體積下三元鋰電池由于其能量密度高的天然優(yōu)勢，可儲存的電能比磷酸鐵鋰電池組多，也就是說同一款車分別搭載三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池，那么搭載三元鋰電池的續(xù)航里程肯定比磷酸鐵鋰電池高。

③制造成本：磷酸鐵鋰電池組沒有貴重金屬因而生產(chǎn)成本較低，三元鋰電池則因?yàn)椴捎免捊饘?，?0%儲量在非洲剛果金，這讓其進(jìn)口價格一路飆漲，當(dāng)前報價已經(jīng)達(dá)到20萬元/噸。

三元材料在電池比能量、比功率、大倍率充電、低溫性能等方面有優(yōu)勢，循環(huán)性能方面則是磷酸鐵鋰材料優(yōu)勢明顯，在安全方面磷酸鐵鋰電池組也優(yōu)于三元鋰電池。高安全、長壽命的磷酸鐵鋰電池依然具有市場。在選用電池時可根據(jù)不同用途選擇，如大巴車空間較大，對電池比能量和比功率要求相對較低，可選擇磷酸鐵鋰材料電池發(fā)揮其循環(huán)性能好的特性；轎車空間有限電池用量小，則選用高比能量與高比功率三元材料電池更為合適。