市场上多半使用的高容量锂电池化学成分有哪些不同？

“锂电很早以前就有了，锂元素过于活跃，它使用时不太安全，经常会在充电时出现燃烧、爆裂的情况，后来经过改进型的锂离子电池，加入了能抑制锂元素活跃的成分，从而使锂电提高安全标准和高效。”广州电子技术专业人员吕静泼表示，目前由于锂离子电池存在体积小，能量密度大，记忆效应不明显等等优势，在愈来愈多的电子产品领域得到应用，然而，锂离子电池也存在许多缺陷：循环寿命短，充电电路复杂，对电池内部保护电路的要求很高等，尤其对全密封铝壳封装的锂离子电池来说，在其安全保护的设计上存在一个极其致命的缺陷。

 

锂离子电池的安全设计过分依赖其内部电子安全保护芯片，而没有设置必要的物理安全保护措施。在充电以及使用的过程中，一旦出现其安全保护芯片失效的故障，后果是不堪设想的，轻则出现电池内部气体积聚引起电池体涨鼓现象，重则可能因为发生电池内部短路等等异常而导致电池爆炸的悲剧发生。

 

吕先生认为，镍氢和镍镉电池的顶端都有为排气减压而设计的排气孔，而目前市面上常见的各种锂离子电池却与镍氢、镍镉电池的设计大不相同，都是铝壳全密闭封装的，且其过于依赖内部电子保护芯片的安全控制，并没有采用排气孔作为其物理保护装置。此时，在电池内部发生某些物理异常的时候，或者在内部电子保护芯片发生故障的时候，都极易产生因电池内部压力骤升而引起的爆炸。倘若锂离子电池加装类似镍镉镍氢电池的排气孔或者类似高压锅的安全阀，则可有效避免悲剧的发生。

 

吕先生指出，安全使用锂电池应该注意使用质量过硬的合格锂离子电池、使用合格配套的锂电池充电器、尽量避免使用手机万能充电器，如果允许的话，尽量购买安全系数高的聚合物锂电池。此外，在给电池充电时，尽量避免时间过长。
从小型电子装置所需的微电池到大的电动车动力源，锂离子电池正得到越来越广泛的应用，已成为21世纪极具发展潜力的新型化学电源。锂离子电池性能的改善主要取决于嵌锂电极材料能量密度和循环寿命的提高。目前锂离子电池广泛采用的石墨类碳负极材料的理论储锂容量较低(石墨为372mAh／g)，因此开发新型高性能负极材料已成为当前的研究热点。 本文采用高比容量的硅为主要活性体，采用体积效应小、循环稳定性好的碳为载体，通过高温热解以及高能球磨等方法制备了新型的硅／碳复合材料，并对其电化学性能进行了研究。 通过聚氯乙烯(PVC)的高温热解制备了一种新型的硅／碳复合材料，纳米硅和石墨微粒均匀地分散于热解炭中，电化学测试结果表明该材料具有很高的容量(700mAh／g)和较好的循环稳定性。这是由于复合材料中碳载体可以缓冲硅嵌锂过程中的体积变化，同时又为硅提供了良好的电接触。复合材料第一循环后的充放电平台比目前商品化的中间相碳微球(CMS)提高约0.15V，这有利于电池的操作安全性。复合材料中的晶体硅首次嵌脱锂后变为无定形态，并且在随后的嵌脱锂过程中该无定形态得以保持。复合材料中引入30％的小颗粒石墨有利于提高首次循环的充放电效率，减少充放电过程中的电压滞后。对不同有机前驱物所得热解炭的研究表明：热解炭的比表面积越小、结构越紧密，其复合材料的循环稳定性越好。另外，样品的颗粒度越大也越有利于电极循环性能和首次充放电效率的提高。因此，硅／碳复合材料的理想结构应是硅被完全地包覆于结构紧密的热解炭中。 采用高能球磨技术结合高温热解法制备了结构上为硅纳米晶均匀分散于碳中的复合材料。该复合材料具有很好的循环稳定性和改进的倍率性能。XRD分析表明，高能球磨可以得到纳米晶并有部分无定形化的硅，而二步球磨可以使硅与石墨紧密接触，同时又可以防止生成电化学惰性的炭化硅(SiC)。进而，通过PVC的高温热解包覆，大大降低了球磨材料的比表面积，从而减少首次循环的不可逆容量。