磷酸铁锂电池，大容量储能之路走不通？

近日，中科院原始欧阳明高公开表示“一般认为磷酸铁锂电池是比较安全的。本质上对于小的磷酸磷酸铁锂电池的确如此，但大容量电池，像320Ah的电池，其内部温度可以超过800度，这超过了磷酸铁锂正极分解的温度。”

大容量电池为何安全性更低？

磷酸铁锂小容量电池和大容量电池安全性的区别主要在于电池内部温度是否超过正极材料分解温度。

磷酸铁锂电池正极材料一般500℃才可能出现分解现象，磷酸铁锂正极材料小容量磷酸铁锂电池内部温度一般是300-400℃，大容量磷酸铁锂电池内部温度可超过800℃。

这也是为什么大容量磷酸铁锂电池热失控风险更高的原因。

安全风险有多大？

对比磷酸铁锂电池和三元电池，磷酸铁锂电池的燃爆指数是三元电池的两倍。三元电池是自己容易热失控，自己把自己点着，磷酸铁锂电池则不然，自己点不着，可气体爆炸风险更高，遇到明火更危险。

三元电池，内部温度约200℃时，正极材料会分解并释放氧气，在高温下电解液迅速燃烧，燃烧更剧烈。

大容量磷酸铁锂电池，内部温度超过500℃后，正极材料开始分解，电池发生热失控，产生大量可燃电解液蒸汽（含氢气等，不含氧气），随着SOC增加，氢气浓度增加，可达50%以上（氢气的爆炸极限是4.0％～75.6％），爆炸风险更高，但燃烧剧烈程度较三元电池更低。

大容量是趋势，细思极恐

近日，在CIBF深圳国际电池技术展会中，多家储能电池头部企业展示了300Ah及以上容量的储能型磷酸铁锂电芯产品，电芯容量提升已成为行业发展趋势。

维科网储能统计了其中16家企业的大容量储能型磷酸铁锂电芯产品，并进行了容量排名。

雄韬股份的储能电芯产品以580Ah的容量排名，紧跟其后的是亿纬锂能的560Ah储能电芯产品，第三则是海基新能源的375Ah电芯产品。

开发出300Ah及以上容量的储能电芯产品的企业还有蜂巢能源（325Ah）、瑞浦兰钧（320Ah）、楚能新能源（306Ah/315Ah）、双登集团（315Ah）、远景动力（305Ah/315Ah）、赣锋锂电（314Ah）、兰钧新能源（314Ah）、欣旺达（314Ah）、海辰储能（300Ah/320Ah）、远东电池（305Ah）、昆宇电源（305Ah）、南都电源（305Ah）和国轩高科（300Ah）等。

储能型大容量电芯成发展趋势，如何保障电池安全是所有储能电池企业必须面对的难题。

全固态电池是未来

储能关注三个要素长寿命、低成本、高安全。对于以磷酸铁锂为代表的电化学储能来说，长寿命相对容易实现，低成本随着行业规模提升终将得到解决，贯穿始终的将是安全性问题。

为了提升储能安全，市场给出的解决方案之一是开发不同的储能技术。例如，从本征角度出发，研发固态电池或者水系电池，实现电池安全到安全电池的发展。

欧阳明高院士表示，他们认为本征安全的最终目标是全固态电池。

全固态电池的优点主要有两个其一，固态电解质替代液体电解质和隔膜，固态电解质燃点非常高，不存在漏液现象，可显著提升电池安全性；其二，全固态电池能量密度更高，可达400Wh/kg，锂硫/锂空电池有望实现500Wh/Kg。

但是，现阶段全固态电池工艺并不成熟，仍处于研发阶段，存在离子电导率低、循环寿命差、倍率性能差、成本高昂等问题，制约了商业化进程。

根据EVTank的预测，至2030年全球固态电池渗透率为10%，需求达到276.8GWh。2023-2030年，全球固态电池需求增长的CAGR为63.7%。