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的化學(xué)儲能電源，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，來提升鋰電池在高溫情況下的安全性。即便是做了萬全的安全設(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)的一個電池上，熱失控電池釋放出的高溫，會導(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)起來主要有過熱、過充、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。對于單電池來說，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。