電極熱穩定性對鋰離子電池安全性的影響

正極材料和電解液的流體被認為是熱失控的重要原因,提高正極材料的熱穩定性尤為重要行業中陽極材料的發展也更多的關注,除了它的價格較高,利潤更大的原因,電池安全的重要地位以及關注的一個重要原因。與陰極材料相同，陽極材料的本質特性決定了其安全特性。LiFePO4是一種多陰離子結構，氧原子非常穩定，不易被熱量釋放，不會引起電解液劇烈反應或燃燒。其他過渡金屬氧化物陰極材料，加熱或過充時容易釋放氧氣，安全性差。過渡金屬氧化物中，LiMn2O4以-MnO2的形式存在于充電態。由于其良好的熱穩定性，這種陰極材料也是相對安全的。此外，通過體相摻雜和表面處理可以提高陰極材料的熱穩定性。

一般來說，負極材料的熱穩定性取決于材料的結構和帶電負極的活性。關于碳材料而言，中間相碳微球(MCMB)等球形碳材料比表面積較低，充放電平臺比片狀石墨高，因此其充電態活性較小，熱穩定性較好，安全性高。與片狀石墨相比，尖晶石Li4Ti5O12具有更好的結構穩定性和更高的充放電平臺，因此具有更好的熱穩定性和更高的安全性。因此，MCMB或Li4Ti5O12往往代替普通石墨作為電源電池的負極，對安全要求較高。一般來說，除了負極材料的熱穩定性外，關于同樣的材料，尤其是石墨，更關注的是固體電解質界面膜(SEI)在負極與電解質界面處的熱穩定性，一般認為這是熱失控的第一步。提高SEI膜的熱穩定性有兩種方法:一是覆蓋陰極材料表面，如在石墨表面覆蓋非晶碳或金屬層;另一種是向電解液中添加成膜添加劑。在電池活化過程中，它們在電極材料表面形成具有較高穩定性的SEI膜，這有利于更好的熱穩定性。

鋰離子電池的安全問題是由不安全的電解液直接引起的，但其根本原因是電池本身穩定性低和熱失控的出現。和發生熱失控的除了電解液的熱穩定性,電極材料的熱穩定性是最重要的原因之一,因此提高電極材料的熱穩定性是提高電池的重要環節的安全,但這里的電極材料及其熱穩定性,熱穩定性也應與電解質材料包括其熱穩定性。