分享几个提高锂离子电池安全性的方法

 

提高锂离子电池安全性的方法

 

基于以上对锂离子电池安全性的分析，可以从以下三个方面来提高锂离子电池的安全性:一是提高电极材料的热稳定性，积极提高电池的性能;二是改进锂离子电池的电解液，使用安全的电解液;第三，通过外部手段，优化锂离子电池的设计和管理，实时监控锂离子电池的充放电过程，及时处理异常问题，确保锂离子电池的安全。

 

1. 提高电极材料的热稳定性

 

一般来说，电池材料的热稳定性是锂离子动力电池安全性的根本原因。因此，为了从根本上提高锂离子电池的安全性，有必要从电池材料本身的热稳定性出发。

 

(1)正电极材料

 

研究表明，阳极材料与电解液之间的反应是造成电池高温安全问题的主要原因之一。因此，寻找具有良好热稳定性的正极材料是提高锂离子电池安全性的有效途径。

 

目前，锂过渡金属氧化物是锂离子电池的主要负极材料。目前，层状锂钴氧化物(Li C o O2)、镍酸锂(LiNi O2)、锰酸锂(LiMn2O4)和聚阴离子磷酸铁锂(LiF e P O4)是研究最广泛的负极材料。其中，LiCoO2热稳定性适中，电化学性能优异，但钴的贮存量小、价格高、毒性大等特点限制了其应用。虽然LiNiO2的容量高，但制备要求高，尤其是热稳定性差，不适合作为正极材料;尖晶石LiMn2O4具有原料成本低、合成工艺简单、热稳定性高、抗过充性好、放电电压平台高的优点

 

材料;LiFePO4便宜、稳定、环保、耐热。麦克尼尔[5]不同阴极材料的充电状态下研究了热稳定性,结果表明,磷酸铁锂的热稳定性是最好的,其他材料,热稳定性的LiNi3 o1/8 c / 4 mn3/8 O2 > Li1 - xMn2 - xO4 > LiCoO2 > LiNi0.7 Co0.2 Ti0.05 Mg0.05 O2 > LiNi0.8 Co0.2 O2 > LiNiO2。Yang等人也得出了相同的结论，即LiFePO4的热稳定性高于LiCoO2、LiNiO2和LiM n2O4，在充电状态下，当电解质低于340℃时，LiFePO4不表现出明显的吸热或放热现象。

 

虽然找到具有良好热稳定性的正极材料是很重要的，但是对正极材料进行改性以提高其热稳定性是不容忽视的。相关的研究方法有优化合成条件、改进合成方法、改进电极材料等。电极材料的改性是提高锂离子电池热稳定性的有效措施。常用的改性方法有表面涂层改性和掺杂改性。该表面涂层可以减少活性材料与电解液之间的反应，减少正极材料在过充过程中释放的氧气，稳定基底材料[7]的相变，从而提高锂离子电池的热稳定性。目前,对包层材料种类较多,如:氧化涂层三氧化二铝(氧化铝),二氧化钛(二氧化钛)、磷酸(MPO4)涂层(M =铝(Al)、铁(Fe),钴(C o)、氢氧化铝(Al (OH) 3)涂料、碳涂以有机涂层,虽然不是理论上确定什么类型的覆盖材料最适合表面改性,但在一定程度上,提高正极材料的热稳定性。Ch o等人[8]发现，在LixCoO2表面包覆纳米磷酸铝(AlPO4)粒子可以有效抑制阳极材料与电解液之间的放热反应。