磷酸鐵鋰電池安全性 能量密度及溫度對放電的影響

磷酸鐵鋰電池的安全性

磷酸鐵鋰材料化學性質非常穩定，尤其高溫穩定性非常好，即使在很高的溫度下也不能分解放出氧，因此磷酸鐵鋰電池的安全性能非常好，不容易發生燃燒爆炸等危險．再配以合理的結構設計，其安全性進一步得到了提高，因此電池在撞擊、針刺、短路等情況下均不發生燃燒和爆炸．磷酸鐵鋰電池充滿電后，以直徑8 mm的鋼釘迅速刺穿電池，同時記錄電池的電壓和溫度變化。

在鋼釘刺穿的初期，由于內部短路，造成電池電壓迅速下降，并由一定量的熱量放出，電池的溫度有所上升．但是由于被刺穿后電池內部真空度顯著下降，造成短路接觸部分變形，出現接觸不良，此時便沒有再多熱量放出，因此電壓趨于穩定，電池的溫度只有稍微上升。

磷酸鐵鋰電池的能量密度

重量能量密度是電池性能的一個重要指標20 Ah的磷酸鐵鋰電池充滿電后以0.3 c倍率放電到2.0 V，將放電曲線進行積分可以得到電池放出的能量．經過積分計算后，20 Ah的磷酸鐵鋰電池放出了70.7 Wh的能量，而電池的重量為580 g，因此可以計算出磷酸鐵鋰電池的重量能量密度為121.90 Wh／kg。

磷酸鐵鋰電池不同溫度下的放電

由于電動車在使用中存在較大的地域差異，因此在北方冬季存在氣溫較低的天氣狀況，而較低的溫度必然對電池的性能產生一定的影響．因此，為了了解磷酸鐵鋰電池的低溫放電性能，測試中將20 Ah的磷酸鐵鋰動力電池分別在-20℃，-10℃，0 ℃，25 ℃及55℃下存放20 h，然后在此低溫環境中以0.3 c倍率放電(以常溫0-3 c放電容量為100％)。

磷酸鐵鋰電池在一20℃下只能放出常溫下約55％容量，因此有可能在使用中對電動車產生不利的影響．但是實際上很明顯對于單只電池隨著溫度的降低放電容量下降較多，而對于電動車來說，通常為數百只電池組合在一起，當電池工作時將釋放出一定的熱量，此時電池的溫度必然上升，因此對實際應用中的電池組而言，低溫放電問題并不非常嚴重．在測試時，單只電池由于暴露的比表面積較大，因此在整個測試過程中的溫度基本與環境相同，因此放電容量受到較大影響。

在較高的溫度下磷酸鐵鋰電池受影響較小，如在55℃時電池相對25 ℃時的放電容量只稍有增加。

通過以上研究表明，磷酸鐵鋰電池具有長的循環壽命、高的安全眭和能量密度同時由于磷酸鐵鋰電池在整個生產過程中不使用含鉛、鎘、汞、六價鉻等有毒重金屬元素的物料，電池的包裝材料中不含多溴聯苯和多溴二苯醚，磷酸鐵鋰電池也更環保．因此，磷酸鐵鋰電池在電動車和大規模化學儲能領域必將有更廣闊的應用。