数据中心该采用什么材质锂离子电池呢?

1推荐选用磷酸铁锂材质Goodenough

2019年诺贝尔化学奖授予了JohnBGoodenough、M.StanleyWhittingham和AkiraYoshino,以表彰他们在锂离子电池发展上所做的贡献。尤其JohnGoodenough成为历史上最高龄的诺奖得主,其一生关于锂离子电池的探索尤为令人敬佩,磷酸铁锂(LFP)作为他的重要贡献之一,磷酸铁锂也被认为是目前最安全,最环保的锂离子电池正极材料。锂离子电池,尤其是磷酸铁锂在数据中心和通讯基站的应用,就如同老爷子的名字相同,已经Goodenough了。

2为何推荐采用磷酸铁锂材质?

目前业界主流的锂离子电池分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元锂。钴酸锂重要应用与手机电池行业;锰酸锂重要应用于电动自行车行业;磷酸铁锂广泛应用于大巴车/公交车储能,储能电站;三元锂广泛应用于家用车/出租车储能,储能电站行业。数据中心场合目前普遍采用磷酸铁锂和三元锂两种电芯,磷酸铁锂可靠性更高,三元锂能量密度有优势。

1、磷酸铁锂结构更稳定

从分子结构来看,磷酸铁锂分子结构为橄榄状三维结构,而钴酸锂、三元锂分子结构都是层状二维结构,2D层状结构易坍塌,相对而言,磷酸铁锂分子结构更稳定(见图3)。

2、磷酸铁锂热稳定性高、产热速率慢,产热少(见图4)

磷酸铁锂高温稳定,高温下产热峰值不明显,峰值产热功率仅1W左右;

高温或高压下,三元易析氧,加剧燃烧,峰值产热功速率约80W/min,容易触发爆炸式燃烧(秒级),系统难以反应控制;

总产热量方面,磷酸铁锂显著低于三元、锰酸锂等材料(产热功率曲线与横轴的面积代表总产热量)。

3、磷酸铁锂热失控反应不出现助燃剂

磷酸铁锂在热失控后不会出现氧气,而锰酸锂、钴酸锂、三元锂在热失控后都会出现氧气,因此,更容易起火。而磷酸铁锂热失控所要的温度更高,相对而言,锰酸锂、钴酸锂、三元锂热失控要达到的温度点都远低于磷酸铁锂(见图5)。