动力电池材料是什么

2020-04-15 08:36:44

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电池的局部温度已经到达了200℃左右，基本上电池已经毁了，但是不至于燃烧，这个时候呢，这个正极材料就要来火上浇油了，正极材料一般在这个阶段失效，大量释氧，结构坍塌，大量的气体已经可以直接爆电池了。

这一步往往是人们讨论多的安全材料部分。为什么呢，因为现行的锂电池除了正极材料会有一些选项，其他部分基本就是定下来的材料，没有太大的区别，因此才会有很多人认为动力电芯正极材料磷酸铁锂和三元材料的安全性能对比直接等同于电芯的安全性能。这其实是个误区，电芯安全问题像我之前提到的任何一个环节都可能有很大重要，并非一种材料可以决定整体的安全性能。

在热失控的这一步，我们就可以拿这两个火的正极材料做个对比了，答案我想大部分人都清楚，就是磷酸铁锂比三元材料要安全，磷酸铁锂的热稳定性较三元材料要好，动力电池直接的证据可以来自用两种材料设计的电芯的热箱数据，热失控的热箱温度磷酸铁锂比三元材料要高，同时失效状态中三元材料造成的温升也会更严重，穿钉实验中，磷酸铁锂可以只冒烟，三元材料做的电芯却经常起火爆炸。

如果只是活性材料的话，目前安全的商业化程度高的是磷酸铁锂电池，即磷酸铁锂做正极，石墨做负极。理论上，磷酸铁锂能耐受600℃高温。三元材料（NCM）电池中活性材料会受到阳离子混排和结构的不稳定，一般耐受温度200多摄氏度。安全是相对的，但随着进一步的研发，有往全固态电池发展的趋势。全固态电池的安全性更好，只是目前存在循环差、倍率性能差的缺点。

不同动力电池产品对隔膜材料的用量同样也有较大差异，以动力电池生产厂家代表性企业为例，1kWh动力电池中，AESC的锰酸锂电池大约要用12.5平米的隔膜，LG化学的“锰酸锂+三元”电池接近19平米，而比亚迪的磷酸铁锂电池则需要23.5平米。以磷酸铁锂电池为例，电池制造成本中隔膜占比7.67%。

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