如何解决大容量磷酸铁锂电池组的安全性问题？

大容量磷酸铁锂电池组的安全性问题如何解决？

锂电池组需要从根本的原理技术上解决安全性问题。以往大家大多是从工艺上考虑提高电池的安全性，比如设计安全阀、避免短路、控制制造过程等，但这些工作只能说是尽量地减少安全事故，不可能完全避免事故。可以通过优化磷酸铁锂电池的构造及设计提升安全性。如选用热稳定性高的正极材料、耐燃电解液、锂不析出的负极材料及高性能隔膜等。

选择安全的正极材料，目前的正极有钴酸锂和锰酸锂两种量产的材料产品。钴酸锂在小电芯方面是很成熟的体系，由于钴酸锂在分子结构方面（LiCo）的特点：充满电后，仍旧有大量的锂离子留在正极，当过充时，残留在正极的锂离子将会涌向负极，在负极上形成枝晶是采用钴酸锂材料的电池过充时必然的结果，甚至在正常充放电过程中，也有可能会有多余的锂离子游离到负极形成枝晶。

选择锰酸锂材料，在分子结构方面保证了在满电状态，正极的锂离子已经完全嵌入到负极炭孔中，从根本上避免了枝晶的产生。同时锰酸锂稳固的结构，使其氧化性能远远低于钴酸锂，分解温度超过钴酸锂100度，即使由于外力发生内部短路（针刺），外部短路，过充电时，也完全能够避免了由于析出金属锂引发燃烧、爆炸的危险。

四种锂电池的安全性对比

镍钴锰酸锂三元电池

在实际可用的理论比能量上有极大的提高，相对于与钴酸锂电池而言，可以更好的发挥高容量作用，但从材料上看，三元电池采用镍钴锰酸锂和有机电解液，暂未从根本上解决安全性问题，如果电池发生短路讲产生过大电流，从而引发安全隐患。

磷酸铁锂电池

理论容量是170mAh/g，做成材料的实际可达容量为160mAh/g。在安全性上，磷酸铁锂热稳定高，电解液氧化能力低，因而安全性高；但缺陷是电导率低，体积过大，电解液用量多，由于容量大，电池的一致性较差。

钴酸锂电池

在制备上的*特点是，在充满电后，仍有大量的锂离子留在正极，也就是说，在负极上容纳不了更多的附在正极上的锂离子，但在过充状态下，正极上多余的锂离子仍会向负极游动，因不能完全容纳变回在负极上形成金属锂，由于金属锂是树枝状的晶体，因而被称为枝晶，枝晶一旦形成，就会给刺穿隔膜提供机会，隔膜刺穿将形成内部短路。由于电解液的主要成分是碳酸酯，闪点和沸点较低，在温度较高的情况下就会燃烧甚至爆炸。控制锂枝晶的形成在小容量锂电池上比较容易，因此钴酸锂电池目前仅限于便携式电子设备等小容量电池，不能用于动力电池。

锰酸锂电池

锰酸锂电池的材料具有一定的有点，它可以保证在满电状态下，正极的锂离子可以完全嵌入到负极炭孔中，而不是像钴酸锂那样在正极有一定残留，这就从根本上避免了枝晶的产生，总之，检测合格的锰酸锂电池一般不会发生安全事故，锰酸锂稳固的结构使其氧化性能远低于钴酸锂，即使外部短路，也基本能避免析出金属锂引发的燃烧和爆炸。