LFP-batterier uppvisar betydligt bättre värmebeständighet än ternära litiumbatterier. Denna fördel är en central egenskap för deras säkerhet och en viktig faktor i många applikationer, såsom energilagringsbatterier där ternära litiumbatterier inte är tillåtna.
Skillnaderna i deras värmebeständighet återspeglas huvudsakligen i följande aspekter:
1. Termisk stabilitet: Litiumjärnfosfat har en klar fördel
Den kemiska strukturen (olivinstrukturen) hos litiumjärnfosfat (LFP) är mycket stabil, vilket ger den utmärkt värmebeständighet. Ternärt litium (NCM/NCA), på grund av dess mer reaktiva kemiska sammansättning, är mer benäget att ändra kristallstruktur vid höga temperaturer.
2. Thermal Runaway Temperature: En enorm skillnad
Thermal runaway är det farligaste tillståndet för ett batteri, vilket hänvisar till den okontrollerade ökningen av inre temperatur, som i slutändan leder till brand eller explosion. Följande är en jämförelse av temperaturerna vid kritiska punkter av termisk runaway för båda batterierna:
Uppgifterna visar tydligt att "brandtröskeln" och "överskridande gräns" för litiumjärnfosfatbatterier är mycket högre än för ternära litiumbatterier:
| Punkt | Litiumjärnfosfatbatteri (LFP) | Ternärt litiumbatteri (NMC/NCA) |
| Katodmaterial Nedbrytningstemperatur | Cirka. 500–800 grader | Cirka. 200–300 grader |
| Thermal Runaway Trigger Temperatur | Över cirka. 250–300 grader | Kan utlösas vid ca. 120–200 grader |
| Högsta termiska runaway-temperatur | Cirka. 520–620 grader | Upp till 800–920 grader |
| Själv-Starttemperatur för uppvärmning | Högre (ungefär . 116.5 grad) | Lägre (ungefär . 65.8 grad) |
3. Förbränningsintensitet: Litiumjärnfosfat (LFP) är mildare
Även i den olyckliga händelsen av termisk flykt är risknivåerna för de två helt olika:
3.1 Förbränningsprocess: LFP sönderdelas inte lätt till syremolekyler vid höga temperaturer, vilket resulterar i relativt mild förbränning; medan ternära litiummaterial sönderfaller till syre vid höga temperaturer, vilket ger en accelerator för förbränning, vilket leder till en mer intensiv brand, som till och med bildar jetliknande lågor.-
3.2 Gasutsläpp: LFP släpper huvudsakligen rök under termisk rusning, vanligtvis utan öppen låga. Ternära litiumbatterier skjuter dock våldsamt ut stora mängder brandfarliga vätskor och fast skräp, vilket potentiellt antänder omgivande föremål och orsakar större skada.
3.3 Spridningshastighet: Ett test på hög-nickel (NMC811) ternära litiumbatterier visade att deras termiska spridningshastighet är 5 gånger högre än för litiumjärnfosfatbatterier. Detta innebär att när ett ternärt litiumbatteri går utom kontroll sprider sig elden till intilliggande batterier extremt snabbt och lämnar ett mycket kortare fönster för utrymning.
Även om ternära litiumbatterier inte uppvisar samma värmebeständighet som LFP-batterier på materialnivå, har betydande tekniska framsteg under de senaste åren överbryggt denna klyfta genom konstruktionsförbättringar på-systemnivå. Dessa åtgärder inkluderar:
• Celloptimering:använder monokristallina material, hög-säkerhetsseparatorer, överladdningstillsatser (som PTC-tillsatser) och nya flamskyddade elektrolyter-.
• Moduldesign:placera värmeisoleringsmaterial som aerogel mellan celler och designa riktningsventilation och tryckavlastningsventiler.
• Systemintegration:designa förstärkta batterihöljen och fylla utrymmena mellan celler och moduler med-brandhämmande material som värmeisolerande ingjutningsmassa.
• Batterihanteringssystem (BMS):förhindrar termisk rusning genom mer exakt övervakning av spänning, ström och temperatur, och avancerade algoritmer.
BMS testmaskinanvänds för att testa och verifiera prestanda hos batterihanteringssystem, simulera verkliga batteridriftsförhållanden och automatisera testning av olika funktioner hos BMS för att säkerställa dess tillförlitlighet, säkerhet och stabilitet.
Sammanfattningsvis
Litiumjärnfosfatbatterier har en betydande fördel när det gäller hög-temperaturbeständighet, och uppvisar en högre termisk utlösningstemperatur och mildare förbränning.
För att uppnå högre energitäthet krävs dock åtgärder för att förbättra säkerheten för ternära litiumbatterier, vilket ytterligare ökar kostnaderna för ternära litiumbattericeller. Därför är elfordon utrustade med ternära litiumbatterier dyrare än de med litiumjärnfosfatbatterier eftersom kostnaden är högre.
om oss
Acey Intelligenterbjuder en-lösning för semi-automatiska och hel-automatiska monteringslinjer för litiumbatterier för applikationer som energilagringssystem (ESS), UAV:er, e-cyklar, e-skotrar, elverktyg och två- eller tre-fordon Dessutom tillhandahåller företaget ett komplett utbud av monteringsutrustning för batteripaket, inklusive cellklassningsmaskiner, batterisorteringsmaskiner, limmaskiner för isoleringspapper, CCD-testare, manuella och automatiska punktsvetsmaskiner, BMS-testare, batteriomfattande testare och batteritestsystem.