แบตเตอรี่ LFP มีความต้านทานความร้อนได้ดีกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคอย่างมาก ข้อได้เปรียบนี้เป็นคุณลักษณะหลักของความปลอดภัยและเป็นข้อพิจารณาสำคัญในการใช้งานหลายอย่าง เช่น แบตเตอรี่เก็บพลังงานที่ไม่อนุญาตให้ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาค
ความแตกต่างของความต้านทานความร้อนส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในด้านต่อไปนี้:
1. ความเสถียรทางความร้อน: ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจน
โครงสร้างทางเคมี (โครงสร้างโอลิวีน) ของลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LFP) มีความเสถียรมาก ทำให้ทนความร้อนได้ดีเยี่ยม ลิเธียมแบบไตรภาค (NCM/NCA) เนื่องจากมีองค์ประกอบทางเคมีที่ทำปฏิกิริยาได้มากกว่า จึงมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงโครงสร้างผลึกที่อุณหภูมิสูงมากกว่า
2. อุณหภูมิหนีความร้อน: ความแตกต่างอย่างมาก
การหนีความร้อนเป็นสถานะที่อันตรายที่สุดของแบตเตอรี่ ซึ่งหมายถึงอุณหภูมิภายในที่เพิ่มขึ้นอย่างควบคุมไม่ได้ ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่ไฟไหม้หรือการระเบิด ต่อไปนี้เป็นการเปรียบเทียบอุณหภูมิ ณ จุดวิกฤติของการหนีความร้อนสำหรับแบตเตอรี่ทั้งสองก้อน:
ข้อมูลแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่า "ขีดจำกัดการเกิดเพลิงไหม้" และ "ขีดจำกัดบนที่ควบคุมไม่ได้" ของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตนั้นสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคมาก:
| รายการ | แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LFP) | แบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาค (NMC/NCA) |
| อุณหภูมิการสลายตัวของวัสดุแคโทด | ประมาณ. 500–800 องศา | ประมาณ. 200–300 องศา |
| อุณหภูมิทริกเกอร์ Runaway ความร้อน | สูงกว่าประมาณ. 250–300 องศา | สามารถกระตุ้นได้ที่อุณหภูมิประมาณ. 120–200 องศา |
| อุณหภูมิ Runaway ความร้อนสูงสุด | ประมาณ. 520–620 องศา | สูงถึง 800–920 องศา |
| ตนเอง-อุณหภูมิเริ่มต้นของการทำความร้อน | สูงกว่า (ประมาณ. 116.5 องศา ) | ต่ำกว่า (ประมาณ. 65.8 องศา ) |
3. ความเข้มของการเผาไหม้: ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LFP) มีความอ่อนกว่า
แม้ในกรณีที่โชคร้ายจากความร้อนที่ควบคุมไม่ได้ ระดับอันตรายของทั้งสองก็แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง:
3.1 กระบวนการเผาไหม้: LFP ไม่สามารถสลายตัวเป็นโมเลกุลออกซิเจนได้ง่ายที่อุณหภูมิสูง ส่งผลให้เกิดการเผาไหม้ที่ค่อนข้างอ่อน ในขณะที่วัสดุลิเธียมแบบไตรภาคจะสลายตัวเป็นออกซิเจนที่อุณหภูมิสูง เป็นตัวเร่งการเผาไหม้ ทำให้เกิดไฟที่รุนแรงยิ่งขึ้น แม้กระทั่งก่อตัว-คล้ายเปลวไฟ
3.2 การปล่อยก๊าซ: LFP ส่วนใหญ่จะปล่อยควันในระหว่างที่ความร้อนหลบหนี โดยปกติจะไม่มีเปลวไฟ อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ลิเธียมแบบสามส่วนจะปล่อยของเหลวไวไฟและเศษของแข็งจำนวนมากออกมาอย่างรุนแรง ซึ่งอาจก่อให้เกิดการจุดไฟให้กับวัตถุที่อยู่รอบๆ และทำให้เกิดความเสียหายมากขึ้น
3.3 ความเร็วการแพร่กระจาย: การทดสอบกับแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรนารี-นิกเกิล (NMC811) สูงแสดงให้เห็นว่าความเร็วการแพร่กระจายแบบหนีความร้อนเป็น 5 เท่าของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต ซึ่งหมายความว่าเมื่อแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคควบคุมไม่ได้ ไฟจะลุกลามไปยังแบตเตอรี่ที่อยู่ติดกันอย่างรวดเร็วมาก เหลือช่องเวลาหลบหนีที่สั้นกว่ามาก
แม้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคจะไม่แสดงความต้านทานความร้อนเช่นเดียวกับแบตเตอรี่ LFP ในระดับวัสดุ แต่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่สำคัญในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้เชื่อมช่องว่างนี้ผ่านการปรับปรุงการออกแบบระดับวิศวกรรมและระบบ- มาตรการเหล่านี้รวมถึง:
• การเพิ่มประสิทธิภาพเซลล์:ใช้วัสดุโมโนคริสตัลไลน์ ตัวแยกความปลอดภัยสูง- สารเติมแต่งป้องกันการชาร์จไฟเกิน (เช่น สารเติมแต่ง PTC) และอิเล็กโทรไลต์ที่หน่วงไฟ-แบบใหม่
• การออกแบบโมดูล:การวางวัสดุฉนวนความร้อน เช่น แอโรเจลระหว่างเซลล์ และการออกแบบวาล์วระบายทิศทางและวาล์วระบายแรงดัน
• บูรณาการระบบ:การออกแบบกล่องแบตเตอรี่เสริมความแข็งแรง และเติมช่องว่างระหว่างเซลล์และโมดูลด้วยวัสดุหน่วงไฟ- เช่น สารประกอบสำหรับปลูกที่เป็นฉนวนความร้อน
• ระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS):ป้องกันการไหลเวียนของความร้อนผ่านการตรวจสอบแรงดัน กระแส และอุณหภูมิที่แม่นยำยิ่งขึ้น และอัลกอริธึมขั้นสูง
เครื่องทดสอบบีเอ็มเอสใช้เพื่อทดสอบและตรวจสอบประสิทธิภาพของระบบการจัดการแบตเตอรี่ จำลองสภาพการทำงานของแบตเตอรี่จริง และทำการทดสอบฟังก์ชันต่างๆ ของ BMS โดยอัตโนมัติเพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือ ความปลอดภัย และความเสถียร
โดยสรุป
แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีข้อได้เปรียบที่สำคัญในการต้านทานอุณหภูมิสูง- โดยแสดงอุณหภูมิกระตุ้นการหนีความร้อนที่สูงขึ้นและการเผาไหม้ที่เบาลง
อย่างไรก็ตาม การบรรลุความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นจำเป็นต้องมีมาตรการในการปรับปรุงความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาค ซึ่งจะทำให้ต้นทุนของเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคเพิ่มขึ้นอีก ดังนั้นยานพาหนะไฟฟ้าที่ติดตั้งแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคจึงมีราคาแพงกว่ารถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเนื่องจากมีต้นทุนสูงกว่า
เกี่ยวกับเรา
อาเซย์อัจฉริยะนำเสนอโซลูชันแบบครบวงจร-แบบครบวงจรสำหรับสายการประกอบชุดแบตเตอรี่ลิเธียมแบบกึ่ง-อัตโนมัติและ-อัตโนมัติเต็มรูปแบบ เพื่อรองรับการใช้งานต่างๆ เช่น ระบบกักเก็บพลังงาน (ESS), UAV, จักรยานยนต์ไฟฟ้า-, -สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า, เครื่องมือไฟฟ้า และยานพาหนะที่มีล้อสอง- หรือสาม- นอกจากนี้ บริษัทยังมีอุปกรณ์ประกอบแบตเตอรี่ครบวงจร รวมถึงเครื่องคัดเกรดเซลล์ เครื่องคัดแยกแบตเตอรี่ เครื่องติดกระดาษฉนวน เครื่องทดสอบ CCD เครื่องเชื่อมจุดแบบแมนนวลและอัตโนมัติ เครื่องทดสอบ BMS เครื่องทดสอบที่ครอบคลุมแบตเตอรี่ และระบบทดสอบแบตเตอรี่