锂离子电池的安全特性是怎样实现的?

锂离子电池的安全特性是如何实现的?

为了保证锂离子电池的安全可靠使用，专家们进行了非常严格、彻底的电池安全设计，以达到电池安全评价指标。(1)隔膜在135℃自动关闭，采用国际先进的celgard2300pe-pp-pe三层复合膜。当电池加热至120℃时，复合膜两侧的PE膜孔闭合，电池内阻增大，电池内部温度降低。当电池加热至135℃时，PP膜孔闭合，电池破裂，电池不再升温，保证了电池的安全性和可靠性。条件下,电池充电,电池电压大于4.2 v,电动液压添加剂与其他物质聚合电液,电池的内部阻力增加,形成大面积的断路在电池内部,和电池不再升温。(3)电池盖复合结构:电池盖采用刻痕防爆结构。当电池升温时，电池激活过程中产生的部分气体膨胀，电池内部压力增大，压力达到一定程度的划痕破裂和空气释放。(4)进行外部短路、过充、针刺、板击、焚烧等各种环境滥用试验，考察电池的安全性能。同时对电池进行温度冲击试验和振动、跌落、冲击等力学性能试验，考察电池在实际使用环境中的性能

锂离子电池的安全问题一般表现为燃烧甚至爆炸。这些问题的根本原因在于电池内部失控的热控制。此外，一些外部因素，如过充、火源、挤压、击穿和短路，也会导致安全问题。锂离子电池在充放电时会产生热量。如果超过所产生的热耗散能力的电池,锂离子电池过热,和电池材料会有破坏性的副反应如SEI膜的分解、电解液分解,正电极分解,负电极与电解液反应和负电极反应与胶粘剂。

 

1. 阳极材料的安全危害

 

当锂离子电池没有在正确的时间使用时，电池内部的温度会升高，导致活性物质分解，电解液氧化。同时，这两个反应会产生大量的热量，导致电池温度进一步升高。不同的锂态对电池的晶格转变、分解温度和热稳定性的影响不同。

 

2. 负极材料的安全危害

 

前期使用的阴极材料是金属锂。电池在反复充放电后，容易产生锂枝晶，进而刺穿隔膜，导致电池短路、泄漏甚至爆炸。嵌锂化合物可以有效避免锂枝晶的产生，大大提高锂离子电池的安全性。随着温度的升高，嵌锂碳阳极首先与电解液发生放热反应。在相同充放电条件下，电解液与嵌锂人造石墨的反应放热速率远大于与嵌锂介相炭微球、碳纤维、焦炭等的反应放热速率。

 

3.隔膜和电解液的安全隐患

 

锂离子电池的电解质是锂盐与有机溶剂的混合溶液，其中商用锂盐为六氟磷酸锂。该材料在高温下容易发生热分解，与微量水和有机溶剂发生热化学反应，降低了电解质的热稳定性。电解液的有机溶剂为碳酸盐，沸点和闪点低，在高温下容易与锂发生PF5反应，容易被氧化。

 

4. 制造过程中的安全风险

 

在锂离子电池的制造过程中，电极的制造、电池的组装等过程都会影响电池的安全性。如正负电极的混合、涂覆、轧制、切割或切割、组装、电解液注入量、密封、成形等过程的质量控制，均影响其性能和安全性