为什么大容量磷酸铁锂电池安全性较低?

最近，中国科学院原欧阳明高公开表示：“一般认为磷酸铁锂电池更安全。本质上，小型磷酸铁锂电池确实如此，但大容量电池，如320Ah电池，内部温度可超过800度，超过磷酸铁锂的正极分解温度。”

为什么大容量电池安全性较低？

磷酸铁锂小容量电池与大容量电池安全性的主要区别在于电池内部温度是否超过正极材料的分解温度。

磷酸铁锂电池正极材料一般为500℃，磷酸铁锂正极材料小容量磷酸铁锂电池内部温度一般为300-400℃，大容量磷酸铁锂电池内部温度可超过800℃。

这就是为什么大容量磷酸铁锂电池热失控风险更高的原因。

安全风险有多大？

与磷酸铁锂电池和三元电池相比，磷酸铁锂电池的爆炸指数是三元电池的两倍。三元电池容易失控，自己点，磷酸铁锂电池不是，自己点，但气体爆炸风险更高，遇到明火更危险。

当内部温度约为200℃时，正极材料会分解并释放氧气，电解液在高温下燃烧迅速，燃烧更剧烈。

大容量磷酸铁锂电池，内部温度超过500℃后，正极材料开始分解，电池热失控，产生大量可燃电解质蒸汽(含氢气等。，不含氧气)。随着SOC的增加，氢浓度增加了50%以上(氢的爆炸极限是4.0％～75.6％），爆炸风险较高，但燃烧强度低于三元电池。

大容量是趋势，仔细思考极度恐惧

近日，在CIBF深圳国际电池技术展上，多家储能电池龙头企业展示了储能磷酸铁锂电池产品300Ah及以上容量，电池容量提升已成为行业发展趋势。

维科网络储能统计了16家企业的大容量储能磷酸铁锂电池产品，并进行了容量排名。

雄涛的储能电池产品以580Ah的容量排名，其次是亿威锂能的560Ah储能电池产品，三是海基新能源的375Ah电池产品。

蜂巢能源(325Ah)是一家开发300Ah及以上容量储能电池产品的企业、瑞浦兰钧(320Ah)、楚能新能源(306Ah/315Ah)、双登集团(315Ah)、远景动力(305Ah/315Ah)、赣锋锂电(314Ah)、兰钧新能源(314Ah)、欣旺达(314Ah)、海辰储能(300Ah/320Ah)、远东电池(305Ah)、昆宇电源(305Ah)、南都电源(305Ah)、国轩高科(300Ah)等。

所有储能电池企业都必须面对储能型大容量电池的发展趋势，如何保证电池安全。

全固态电池是未来

储能要注意三个要素：寿命长、成本低、安全性高。对于以磷酸铁锂为代表的电化学储能，长寿命相对容易实现。随着行业规模的提高，低成本最终将得到解决，安全问题将始终贯穿其中。

为了提高储能安全性，市场提供的解决方案之一是开发不同的储能技术。例如，从本质的角度来看，开发固态电池或水系统电池，实现电池安全到安全电池的发展。

欧阳明高院士说，他们认为本征安全的最终目标是全固态电池。

全固态电池有两个主要优点：一是固态电解质取代液体电解质和隔膜，固态电解质燃点很高，无漏液，可显著提高电池安全性；二是全固态电池能量密度高，可达400Wh/hkg，预计锂硫/锂空电池将达到500Wh/锂空电池Kg。

但目前全固态电池技术还不成熟，仍处于研发阶段，存在离子电导率低、循环寿命差、倍率性能差、成本高等问题，制约了商业化进程。

根据EVTank的预测，到2030年，全球固态电池渗透率为10%，需求达到276.8GWh。从2023年到2030年，全球固态电池需求增长的CAGR为63.7%。