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    磷酸铁锂电池安全性和热失控该如何预防

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  • 尽管磷酸铁锂离子电池安全无法根治,但却是可控可防的,正确面对并积极探索一些新的安全性技术,将有利于促进电池技术进步,比如提高材料/界面热稳定性,开发单体自激发热保护技术,以及系统热扩展防范技术,就可以有效改善磷酸铁锂离子电池系统的安全性。

    ⒈表面包覆

    正极的热分解和它引起的析氧重要在于它和界面(电解液)的反应,于是我们可以在正极活性表面包覆热稳定的保护层。比如在高镍的正极表面包覆磷酸膜或者磷酸锂以后,可以减少高镍材料与电解液的直接接触,从而降低副反应的强度和产热。常见的包覆材料包括磷酸盐、氧化物、氟化物,也可以是一些聚合物。

    ⒉构建浓度梯度

    高镍正极的不安全,除了本身的热稳定性不好以外,更重要的是镍对电解液的氧化分解用途非常强,而材料本身的放热量并不是那么大,但是加上电解液以后,它的产热温度和产热量是急剧提高的,原因就是电解液的界面反应占了很大的部分。假如我们将高镍作为核,用一些低镍含量的材料作为壳,让它内外有一个浓度梯度,这样就有助于降低这个材料界面的反应活性,提高磷酸铁锂离子电池安全性。

    ⒊提高SEI膜的稳定性

    上采用一些方式能提高SEI膜的分解温度,提高热稳定性,对磷酸铁锂离子电池安全性将起到至关重要的用途。现在的研究表明,一些有机脂类,一些有机磷酸盐,甚至一些含氟的锂盐,他们都是可以有效的来提高负极SEI膜热稳定性的,提高它的分解温度。

    ⒋建立单体自激发热保护

    它的技术原理是利用温度敏感材料切断危险温度下电极上的电子传输或离子传输,甚至关闭电池反应,从而终止产热。比如PTC材料,随着温度的升高材料会从一个良好的导电态变成一个绝缘态,切断电路。将PTC材料作为极流体的涂层或者作为电极的导电剂或者作为活性物质的表面修饰层,即可有效的实现单体电芯的自发热保护。

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