软包磷酸铁锂电池高电压浮充后热安全研究

磷酸铁锂电池以其较好的安全性在储能领域得到了广泛应用.本工作以额定容量21 Ah的软包磷酸铁锂电池为实验对象,在25℃下以4.05 V、4.25 V、4.50 V和5.0 V高电压下浮充电24 h.研究单体高温热失控和材料热稳定性.结果表明,在4.25 V、4.50 V和5.0 V电压下均出现鼓胀,电压升高鼓胀加剧.在5.0 V电池破裂,负极活性材料溶解,铜集流体裸露,同时出现大量锂沉积.在4.05 V、4.25 V和4.50 V下浮充后的高温热失控试验中发现,随电压升高电池破裂温度下降,热失控触发温度由249.86℃升至278.65℃,提前破裂释放能量使得热失控触发温度升高,但并不具有较好的安全性,热失控最高温度由484.67℃升至516.08℃,最大温升速率也明显升高,且热失控触发到最高温度时间缩短,高电压浮充后电池热稳定性变差,热失控更加剧烈.隔膜在120.63℃开始发生相变,在367.06℃开始分解.而正、负极未出现明显分解,其自身热稳定性较好.因此应避免高电压使用,保持电池安全使用和稳定运行.