主要有哪些因素影响普通锂离电池的安全性？

1）电极材料特性，比如在大电流下工作有可能出现锂枝晶，从而刺破隔膜导致短路破坏；

2）电解液为有机液体，在高温下发生副反应、氧化分解、产生气体、发生燃烧的倾向都会加剧；

3）电池质量参差不齐，尤其是小厂家的电池安全性能不达标；

4）电池管理系统不合格，造成电池的过充放，导致危险的发生。

而如果采用了全固态电池技术，以上的1和2两点问题就可以直接得到解决，而且所得的电池的最高工作温度可以从现在的40度提升到更高，这样就可以使电池的适应工作温度区间更宽，应用范围也会更广。随着锂离子电池在新能源汽车上的大规模应用，人们开始对锂离子电池的安全性给予了越来越多的关注，特别是特斯拉最近爆出的多起电动汽车起火事件，更让人们对于动力电池的安全性多了一份忧虑。为了保证锂离子电池的安全性，出厂前都要进行一系列的安全测试，包括挤压、针刺和短路等实验，其中挤压实验主要是模拟电动汽车在发生事故时动力电池发生形变后的安全性，对于动力电池的安全性具有重要的参考意义。影响挤压实验的结果的因素很多，例如挤压速度、挤压的位置等都会影响最终的测试结果，近日美国麻省理工学院的Brandy Dixon等对挤压实验影响测试结果的因素进行了评估和测试，测试结果表明某些因素，例如是否有电解液，挤压测试的速度等会对测试结果产生显著的影响，但是有些因素，例如挤压测试选择的位置，就对测试结果几乎没有影响。

 

 

 

实验中采用了软包锂离子电池，容量为52Ah，正极材料为NCA体系，电池在两种状态下进行测试，一种是没有电解液的干燥状态，一种是有电解液，并放电到0%SoC的状态。

 

1.电解液对于挤压测试结果的影响

 

通常为了便于分析挤压测试对锂离子电池内部结构的影响，我们会采用没有注入电解液的干电池，或者将电解液蒸干后进行挤压测试，但是很少有研究分析电解液对于挤压测试结果的影响。Brandy Dixon采用没有电解液的干燥电池和放空电后的普通电池进行了圆形平面挤压测试和半球形挤压测试，圆形平面挤压测试表明没有电解液的干电池在测试中会产生一个更大的力反馈（如下图蓝色曲线所示），干燥电池在变形量达到4mm时产生的力反馈为167kN，而有电解液的普通电池仅为150kN。

 

 

 

在半球形挤压测试中也发现了同样的规律，干电池产生的最大作用力达到7.7kN（变形量达到4mm后失效），而有电解液的普通电池最大作用力仅为5.2kN（变形量为3mm后失效），这项测试表明电池中的电解液实际上会对锂离子电池挤压测试结果产生显著的影响，聚合物隔膜在经过电解液浸泡后会发生软化，因此会比干燥状态下更早的失效。从Brandy Dixon的测试结果来看采用干燥电池得到的挤压测试结果会比电池的实际状态更大一些，因此干燥电池的挤压实验测试得到的结果并不能完全代表锂离子电池的实际使用情况。