安全性問題是動力型锂離(lí)子電(diàn)池在電(diàn)動車(chē)輛中(zhōng)使用時最爲關注的問題之一(yī)，其影響因素很多，包括正負極材料、隔膜、電(diàn)解液以及電(diàn)池設計與電(diàn)源管理系統等一(yī)系列的問題。目前所做的锂離(lí)子電(diàn)池安全性測試和評估都是抽樣将成品電(diàn)池在不同濫用狀态下(xià)進行各種安全性試驗，而磷酸鐵锂材料以及磷酸鐵锂電(diàn)池的優異安全性能也是在這些條件下(xià)測試出的。而關系到锂離(lí)子電(diàn)池安全性的更重要的一(yī)個因素是因爲材料以及電(diàn)池的内在原因而存在的短路的可能性以及短路的較高幾率。而以金屬锂爲負極的锂二次電(diàn)池就是因爲存在在充放(fàng)電(diàn)過程中(zhōng)由于锂枝晶的産生(shēng)會刺穿隔膜引起内部短路的安全問題而被放(fàng)棄。
一(yī)般認爲，锂離(lí)子電(diàn)池在正常使用狀态下(xià)是安全的，這從日本豐田公司利用業内認爲安全性最差的鎳系化合物(wù)作爲正極材料也可以看出。盡管磷酸鐵锂材料從熱力學方面來說，其熱穩定性和結構穩定型是目前所有正極材料中(zhōng)最高的，并且在實際安全性能測試中(zhōng)也被驗證，但從材料以及電(diàn)池内在發生(shēng)短路的可能性和幾率來看，它可能又(yòu)是最不安全的。
首先，從材料的制備來說，磷酸鐵锂的固相燒結反應是一(yī)個複雜(zá)的多相反應（盡管有一(yī)些合成技術宣稱是液相合成工(gōng)藝，但是最終都需要高溫固相燒結這一(yī)過程），有固相磷酸鹽、鐵的氧化物(wù)以及锂鹽，外(wài)加碳的前驅體(tǐ)以及還原性氣相。爲了保證磷酸鐵锂中(zhōng)的鐵元素是正二價，燒結反應必須在還原性氣氛中(zhōng)進行，而較強的還原性氣氛在将三價鐵離(lí)子還原成正二價鐵離(lí)子的過程中(zhōng)，存在将正二價鐵離(lí)子進一(yī)步還原成微量單質鐵的可能性。單質鐵會引起電(diàn)池的微短路，是電(diàn)池中(zhōng)最忌諱的物(wù)質，這也是日本沒有将磷酸鐵锂應用于動力型锂離(lí)子電(diàn)池中(zhōng)的主要原因之一(yī)。此外(wài)，固相反應一(yī)個顯著的特點是反應的緩慢(màn)性和不徹底性，這使得在磷酸鐵锂中(zhōng)存在微量Fe2O3的可能性，美國阿貢實驗室将磷酸鐵锂高溫循環性差的缺陷歸結爲Fe2O3在充放(fàng)電(diàn)循環過程中(zhōng)的溶解以及單質鐵在負極上的析出。此外(wài)，爲了提高磷酸鐵锂的性能，必須将其顆粒納米化。而納米材料的一(yī)個顯著特點是結構穩定性和熱穩定性較低，化學活性較高，這在某種程度上也增加了磷酸鐵锂中(zhōng)鐵溶解的幾率，特别是在高溫循環與儲存條件下(xià)。而實驗結果也表明，在負極上通過化學分(fēn)析或者能譜分(fēn)析，測試到鐵元素的存在。
從磷酸鐵锂電(diàn)池制備的方面來說，由于磷酸鐵锂納米級顆粒較小(xiǎo)，比表面積較高，并且由于采用碳包覆工(gōng)藝，高比表面積的活性炭對空氣中(zhōng)的水分(fēn)等氣體(tǐ)具有很強的吸附作用，造成電(diàn)極加工(gōng)性能不佳，粘結劑對其納米顆粒的粘附力較差。無論在電(diàn)池制備過程中(zhōng)還是在電(diàn)池的充放(fàng)電(diàn)循環和儲存時，納米顆粒都容易從電(diàn)極上脫離(lí)，造成電(diàn)池的内部微短路。
據我(wǒ)(wǒ)們所知(zhī)，磷酸鐵锂電(diàn)池無論在電(diàn)池廠家的制造過程中(zhōng)還是在消費(fèi)者使用過程中(zhōng)，短路率較高。電(diàn)池廠家往往多從電(diàn)池制備工(gōng)藝入手去(qù)查找問題，而對由于磷酸鐵锂材料内在的原因引起短路這一(yī)問題往往認識不到。美國A123的18650型磷酸鐵锂電(diàn)池幾年前就在電(diàn)動車(chē)上起火(huǒ)爆炸過，當時汽車(chē)在高速公路上行駛。後來的調查結果認爲是接線的螺絲沒有擰緊，導緻過熱引起電(diàn)池起火(huǒ)爆炸。但我(wǒ)(wǒ)們認爲由于電(diàn)池内部短路引發起火(huǒ)爆炸的可能性更大(dà)。外(wài)部局部螺絲沒有擰緊産生(shēng)的熱量會引發18650型锂電(diàn)池這麽嚴重的起火(huǒ)爆炸現象值得懷疑。
