磷酸铁锂离子电池爆炸起火重要原因有什么

尽管磷酸铁锂材料从热力学方面来说，其热稳定性和结构稳定型是目前所有正极材料中最高的，并且在实际安全性能测试中也被验证，但从材料以及电池内在发生短路的可能性和几率来看，它可能又是最不安全的。

首先，从材料的制备来说，磷酸铁锂的固相烧结反应是一个复杂的多相反应，有固相磷酸盐、铁的氧化物以及锂盐，外加碳的前驱体以及还原性气相。为了保证磷酸铁锂中的铁元素是正二价，烧结反应必须在还原性气氛中进行，而较强的还原性气氛在将三价铁离子还原成正二价铁离子的过程中，存在将正二价铁离子进一步还原成微量单质铁的可能性。

单质铁会引起电池的微短路，是电池中最忌讳的物质，这也是日本没有将磷酸铁锂应用于动力型锂离子电池中的重要原因之一。此外，固相反应一个显著的特点是反应的缓慢性和不彻底性，这使得在磷酸铁锂中存在微量Fe2O3的可能性，美国阿贡实验室将磷酸铁锂高温循环性差的缺陷归结为Fe2O3在充放电循环过程中的溶解以及单质铁在负极上的析出。此外，为了提高磷酸铁锂的性能，必须将其颗粒纳米化。而纳米材料的一个显著特点是结构稳定性和热稳定性较低，化学活性较高，这在某种程度上也新增了磷酸铁锂中铁溶解的几率，特别是在高温循环与储存条件下。而实验结果也表明，在负极上通过化学分析或者能谱分析，测试到铁元素的存在。

从磷酸铁锂离子电池制备的方面来说，由于磷酸铁锂纳米级颗粒较小，比表面积较高，并且由于采用碳包覆工艺，高比表面积的活性炭对空气中的水分等气体具有很强的吸附用途，造成电极加工性能不佳，粘结剂对其纳米颗粒的粘附力较差。