如何提高锂离子电池安全性？
来源：宝鄂实业
2019-05-30 11:27
点击量：次
在1月11～13日举办的中国电动汽车百人会论坛（2019）的动力电池技术峰会上，各位专家学者没有如往年般分享各色各样的锂电前瞻技术，而是不约而同的将焦点放在了锂电池组安全上。
锂电池组的安全性归根到底一句话，就是来自于电池的热失控。锂电池除了正常的充放电反应外，还存在潜在的副反应。当电池温度过高或者充电电压过高的时候，这些副反应就会被引发，并释放大量热量。如果热量得不到及时疏散，还会引起电池温度和压力的急剧上升，形成恶性循环，最后导致热失控，造成安全事故。
不幸的是，从锂电反应机理而言，单体电池的热失控隐患是无法根除的，只能通过诸如热控制技术（PTC电极）、正负极表面陶瓷涂层、过充保护添加剂、电压敏感隔膜以及阻燃性电解液等等技术的综合性应用来无限改善单体电芯的安全性能，但无法真正根除。
关于锂电池组电芯层面的锂离子电池安全性，武汉大学教授艾新平做了非常全面的分析，从热失控过程来看，发生热失控最早的一个反应是负极表面SEI膜的分解，由于负极成份及添加剂的不同，SEI膜的分解分度大概在120－140℃，发生分解以后，负极裸露在电解液中，并发生剧烈的还原分解，放出大量的可燃性气体和热量，促使电池的温度进一步上升，直至正极发生分解。
锂电池已经被广泛应用在手机、电脑和汽车上，成为了不可或缺的部件。不过，锂电池却也会因热失控而自燃自爆。研究人员一直都在寻找电池过热的原因和解决办法，最近美国得克萨斯大学达拉斯分校的研究人员有了新的发现，锂离子电池过热根源并不在材料内部，而在于材料表面，提高材料稳定性才能打造高容量且安全的电池。
研究机构EVTank发布的《中国电动汽车市场研究报告》显示，2017年和2018年，中国电动汽车发生安全事故分别为14起和34起，涉及车辆分别为103辆和51辆。EVTank指出，国内电动汽车安全事故频发的主要原因还是由于在政策补贴下，大量车企和电池企业为了快速上量，对电动汽车及动力电池的安全性等方面缺乏充分的验证。
推广中心方面指出，新能源汽车推广应用的安全问题既涉及到公众的生命财产安全，也关系到新兴产业战略性发展前景，再次呼吁相关企业及时做好新能源纯电动货车安全自查工作，共同推进新能源汽车行业的健康发展。
电池在充放电时，电池材料也在不断衰退，所释放的能量也会使电池热量提升。材料科学与工程教授KyeongjaeCho博士表示，“只有电池阴极材料的表面才是问题所在，电池内部没有问题。”锂电池主要由正极、负极、隔膜和电解质组成，锂离子则通过电解质在电极两端游移，在电池充放电时，电池表面材料会释放氧气，进而产生金属镍粉尘。但锂离子的传输通道被镍粉尘堵塞时，导致电池容量就会快速下降，随着热量的增加，电池起火和爆炸的几率也会增加。
KyeongjaeCho博士称，可以在电池材料表面添加氧化物涂层，重新建构电池的结构，这也是保障锂电池安全的方法之一。此举可将电池容量提高20%至30%，改造后的电池可以经受住更长的充电时间。但问题是，研究与实验所耗费时间会相当长。
锂电池组的安全性归根到底一句话，就是来自于电池的热失控。锂电池除了正常的充放电反应外，还存在潜在的副反应。当电池温度过高或者充电电压过高的时候，这些副反应就会被引发，并释放大量热量。如果热量得不到及时疏散，还会引起电池温度和压力的急剧上升，形成恶性循环，最后导致热失控，造成安全事故。
不幸的是，从锂电反应机理而言，单体电池的热失控隐患是无法根除的，只能通过诸如热控制技术（PTC电极）、正负极表面陶瓷涂层、过充保护添加剂、电压敏感隔膜以及阻燃性电解液等等技术的综合性应用来无限改善单体电芯的安全性能，但无法真正根除。
关于锂电池组电芯层面的锂离子电池安全性，武汉大学教授艾新平做了非常全面的分析，从热失控过程来看，发生热失控最早的一个反应是负极表面SEI膜的分解，由于负极成份及添加剂的不同，SEI膜的分解分度大概在120－140℃，发生分解以后，负极裸露在电解液中，并发生剧烈的还原分解，放出大量的可燃性气体和热量，促使电池的温度进一步上升，直至正极发生分解。
锂电池已经被广泛应用在手机、电脑和汽车上，成为了不可或缺的部件。不过，锂电池却也会因热失控而自燃自爆。研究人员一直都在寻找电池过热的原因和解决办法，最近美国得克萨斯大学达拉斯分校的研究人员有了新的发现，锂离子电池过热根源并不在材料内部，而在于材料表面，提高材料稳定性才能打造高容量且安全的电池。
研究机构EVTank发布的《中国电动汽车市场研究报告》显示，2017年和2018年，中国电动汽车发生安全事故分别为14起和34起，涉及车辆分别为103辆和51辆。EVTank指出，国内电动汽车安全事故频发的主要原因还是由于在政策补贴下，大量车企和电池企业为了快速上量，对电动汽车及动力电池的安全性等方面缺乏充分的验证。
推广中心方面指出，新能源汽车推广应用的安全问题既涉及到公众的生命财产安全，也关系到新兴产业战略性发展前景，再次呼吁相关企业及时做好新能源纯电动货车安全自查工作，共同推进新能源汽车行业的健康发展。
电池在充放电时，电池材料也在不断衰退，所释放的能量也会使电池热量提升。材料科学与工程教授KyeongjaeCho博士表示，“只有电池阴极材料的表面才是问题所在，电池内部没有问题。”锂电池主要由正极、负极、隔膜和电解质组成，锂离子则通过电解质在电极两端游移，在电池充放电时，电池表面材料会释放氧气，进而产生金属镍粉尘。但锂离子的传输通道被镍粉尘堵塞时，导致电池容量就会快速下降，随着热量的增加，电池起火和爆炸的几率也会增加。
KyeongjaeCho博士称，可以在电池材料表面添加氧化物涂层，重新建构电池的结构，这也是保障锂电池安全的方法之一。此举可将电池容量提高20%至30%，改造后的电池可以经受住更长的充电时间。但问题是，研究与实验所耗费时间会相当长。
