鋰電池熱失控嚴(yán)重，如何高鋰電池包的安全性？鋰離子電池作為在我們生活中最為常見(jiàn)的化學(xué)儲(chǔ)能電源，其安全性是我們永恒的關(guān)注點(diǎn)。在鋰電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上人們采用了三層復(fù)合隔膜和陶瓷涂層隔膜，來(lái)提升鋰電池在高溫情況下的安全性。即便是做了萬(wàn)全的安全設(shè)計(jì)，仍然難以避免，這就是機(jī)械濫用導(dǎo)致的鋰電池?zé)崾Э亍１疚男【幘秃痛蠹伊牧娜绾慰刂其囯姵責(zé)崾Э亍?/p>

鋰電池?zé)崾Э貒?yán)重：

熱失控是發(fā)生在鋰電池包內(nèi)的一個(gè)電池上，熱失控電池釋放出的高溫，會(huì)導(dǎo)致熱失控在電池組內(nèi)部蔓延，引發(fā)嚴(yán)重的后果。因此，如何避免鋰離子電池發(fā)生熱失控和如何抑制熱失控在電池組內(nèi)部蔓延就成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

對(duì)于鋰離子電池而言，熱失控是最嚴(yán)重的安全事故。鋰電池?zé)崾Э卦从诋a(chǎn)熱速率遠(yuǎn)高于散熱速率，大量的熱量在鋰離子電池內(nèi)部積累，引起鋰離子電池溫度的快速升高，導(dǎo)致隔膜收縮、熔化，正負(fù)極活性物質(zhì)分解等自發(fā)的放熱反應(yīng)，引起鋰離子電池起火和爆炸。鋰電池?zé)崾Э貒?yán)重威脅著使用者的生命和財(cái)產(chǎn)安全，因此對(duì)熱失控的機(jī)理的研究就顯得尤為重要，以往由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，使得我們只能夠通過(guò)外殼溫度和電池電壓變化的情況間接的推斷鋰離子電池內(nèi)部的一些反應(yīng)。

如何高鋰電池包的安全性？

當(dāng)前引發(fā)鋰電池?zé)崾Э氐囊蛩囟喾N多樣，總結(jié)起來(lái)主要有過(guò)熱、過(guò)充、內(nèi)短路、碰撞等引起的發(fā)熱失控。如何提高鋰電池包的安全性，把熱失控的風(fēng)險(xiǎn)降至最低成為人們研究的重中之重。對(duì)于單電池來(lái)說(shuō)，其安全性除了與正極材料相關(guān)外，還與負(fù)極、隔膜、電解液、粘結(jié)劑等其他電池組成部分有著很大關(guān)系。下面講述研究者們是如何在電池材料上降低電池?zé)崾Э仫L(fēng)險(xiǎn)，提高鋰電池包安全性。

一、正極材料

出于安全性考慮，正極材料需要與電解液的相容性和穩(wěn)定性好。在過(guò)充的情況下，正極的分解反應(yīng)及其與電解液的反應(yīng)放出大量熱量，造成爆炸。鈷酸鋰、鎳酸鋰的熱穩(wěn)定都比較差，鎳鈷錳酸鋰三元材料由于其比容量高、具有較高的比能量密度，成為當(dāng)下正極材料的理想之選。

二、負(fù)極材料

負(fù)極材料的熱穩(wěn)定性與負(fù)極材料的種類、材料顆粒的大小以及負(fù)極所形成的SEI膜的穩(wěn)定性有關(guān)。如將大小顆粒按一定配比制成負(fù)極即可達(dá)到擴(kuò)大顆粒之間接觸面積,降低電極阻抗,增加電極容量,減小活性金屬鋰析出可能性的目的。

SEI膜形成的質(zhì)量直接影響鋰電池包的充放電性能與安全性,將碳材料表面弱氧化,或經(jīng)還原、摻雜、表面改性的碳材料以及使用球形或纖維狀的碳材料有助于SEI膜質(zhì)量的提高。解決碳負(fù)極材料安全性的方法主要有降低負(fù)極材料的比表面積、提高SEI膜的熱穩(wěn)定性。

三、隔膜

鋰電人士最近成功的研發(fā)出一種新型羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基耐高溫鋰電池隔膜，該電池隔膜除了具有柔韌性高、力學(xué)強(qiáng)度好、孔隙率高、電解液潤(rùn)濕和吸附性能優(yōu)良的特點(diǎn)外，更重要的是熱穩(wěn)定性高、耐高溫、阻燃耐火，在700℃的高溫下仍可保持其結(jié)構(gòu)完整性。