磷酸铁锂电池的安全性、能量密度及温度对放电的影响

磷酸铁锂电池的安全性

    磷酸铁锂材料化学性质非常稳定，尤其高温稳定性非常好，即使在很高的温度下也不能分解放出氧，因此磷酸铁锂电池的安全性能非常好，不容易发生燃烧爆炸等危险．再配以合理的结构设计，其安全性进一步得到了提高，因此电池在撞击、针刺、短路等情况下均不发生燃烧和爆炸．图4为2O Ah的磷酸铁锂电池充满电后，以直径8 mm的钢钉迅速刺穿电池，同时记录电池的电压和温度变化．
从图4中可以看出，在钢钉刺穿的初期，由于内部短路，造成电池电压迅速下降，并由一定量的热量放出，电池的温度有所上升．但是由于被刺穿后电池内部真空度显著下降，造成短路接触部分变形，出现接触不良，此时便没有再多热量放出，因此电压趋于稳定，电池的温度只有稍微上升．

磷酸铁锂电池的能量密度

    重量能量密度是电池性能的一个重要指标．图5为20 Ah的磷酸铁锂电池充满电后以0_3 c倍率放电到2．0 V，将放电曲线进行积分可以得到电池放出的能量．经过积分计算后，20 Ah的磷酸铁锂电池放出了70.7 Wh的能量，而电池的重量为580 g，因此可以计算出磷酸铁锂电池的重量能量密度为121.90 Wh／kg．

磷酸铁锂电池不同温度下的放电

    由于电动车在使用中存在较大的地域差异，因此在北方冬季存在气温较低的天气状况，而较低的温度必然对电池的性能产生一定的影响．因此，为了了解磷酸铁锂电池的低温放电性能，测试中将20 Ah的磷酸铁锂动力电池分别在-2O℃，-10℃，0 ℃，25 ℃及55℃下存放20 h，然后在此低温环境中以0.3 c倍率放电(以常温0-3 c放电容量为100％)，结果见图6．
    从图6中可以看出磁酸铁锂电池在一20℃下只能放出常温下约55％容量，因此有可能在使用中对电动车产生不利的影响．但是实际上很明显对于单只电池随着温度的降低放电容量下降较多，而对于电动车来说，通常为数百只电池组合在一起，当电池工作时将释放出一定的热量，此时电池的温度必然上升，因此对实际应用中的电池组而言，低温放电问题并不非常严重．在测试时，单只电池由于暴露的比表面积较大，因此在整个测试过程中的温度基本与环境相同，因此放电容量受到较大影响．
    在较高的温度下磷酸铁锂电池受影响较小，如在55℃时电池相对25 ℃时的放电容量只稍有增加．
通过以上研究表明，磷酸铁锂电池具有长的循环寿命、高的安全眭和能量密度同时由于磷酸铁锂电池在整个生产过程中不使用含铅、镉、汞、六价铬等有毒重金属元素的物料，电池的包装材料中不含多溴联苯和多溴二苯醚，磷酸铁锂电池也更环保．因此，磷酸铁锂电池在电动车和大规模化学储能领域必将有更广阔的应用．