鋰離子電池安全性分析

 

鋰離子電池產(chǎn)生安全性問(wèn)題可歸結(jié)為 2大方面的原因 ：一是鋰離子電池自身特點(diǎn)決定的 ；二是由于突發(fā)事件或電池應(yīng)用不當(dāng)造成的。鋰離子電池內(nèi)部存在著一系列潛在的放熱反應(yīng)，這是誘發(fā)鋰離子電池安全問(wèn)題的根源。

1.鋰離子電池的自身原因

鋰離子電池自身特點(diǎn)是決定其安全性的根本因素[3-4]：①由于能量密度很高，鋰離子電池很容易由于熱失控導(dǎo)致不安全行為發(fā)生 ；②鋰離子電池在過(guò)充時(shí)，由于正極材料脫鋰，結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使其具有強(qiáng)氧化能力 ；或者正極材料直接放出氧，使電解液中的溶劑發(fā)生強(qiáng)烈氧化 ；負(fù)極表面固體電解質(zhì)界面（S E I）膜的分解，負(fù)極析出的金屬鋰與電解液的反應(yīng)，這些過(guò)程放出的熱量如果積累可能會(huì)引發(fā)熱失控 ；③鋰離子電池電解液大多為有機(jī)溶劑，主要成分為碳酸酯類(lèi)，閃、沸點(diǎn)都很低，在 4.6V左右易被氧化，若出現(xiàn)泄漏等情況，容易引起電池著火，甚至燃燒和爆炸等 ；④鋰離子電池中粘結(jié)劑的晶化、銅枝晶的形成以及活性物質(zhì)剝落等均易造成電池內(nèi)部短路，帶來(lái)安全隱患。

 

2.突發(fā)事件或?yàn)E用原因

在一些突發(fā)事件如電池過(guò)充電、針刺穿透、擠壓，以及高溫環(huán)境等情況下，電極和有機(jī)電解液容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如S E I膜的分解、有機(jī)電解液的氧化、還原，正極的分解，正極分解產(chǎn)生的氧氣進(jìn)一步與有機(jī)電解液反應(yīng)等。這些反應(yīng)產(chǎn)生的大量熱量如果不能及時(shí)散失到周?chē)h(huán)境中，必將導(dǎo)致熱失控的產(chǎn)生，最終導(dǎo)致電池的燃燒和爆炸等。