鋰離子電池產(chǎn)品安全問題原因分析
來源：寶鄂實業(yè)
2019-08-07 18:53
點擊量：次
鋰離子電池產(chǎn)品經(jīng)過30年的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，安全技術(shù)取得了長足的進步，有效地控制了電池內(nèi)副反應(yīng)的發(fā)生，保證了電池的安全性。但是，隨著鋰離子電池的使用越來越廣泛，能量密度越來越高，近年來還是屢屢發(fā)生爆炸傷人或因安全隱患召回產(chǎn)品等事件。我們總結(jié)造成鋰離子電池產(chǎn)品安全問題的原因主要有以下幾點：
1 電芯材料問題
電芯所用的材料包括：正極活性物質(zhì)、負極活性物質(zhì)、隔膜、電解質(zhì)和外殼等，材料的選用和所組成體系的匹配決定著電芯的安全性能。在選用正、負極活性材料和隔膜材料時，廠家沒有對原材料特性和匹配性進行一定的考核，造成了電芯安全性的先天不足。
2 生產(chǎn)工藝問題
電芯原材料檢測不嚴，生產(chǎn)環(huán)境差，導致生產(chǎn)中混入雜質(zhì)，不僅對電池的容量有較大的不利，對電池的安全性也有很大的影響；另外，電解液中如果混入了過多的水分， 可能就會發(fā)生副反應(yīng)而增大電池內(nèi)壓，對安全造成影響；由于生產(chǎn)工藝水平的限制， 在電芯的生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品無法達到良好的一致性，比如電極基體平整度差、電極活性材料出現(xiàn)脫落、活性材料中混入其它雜質(zhì)、極耳焊接不牢、焊接溫度不穩(wěn)定、極片邊緣有毛刺以及關(guān)鍵部 位無使用絕緣膠帶等問題，都可能會對電芯的安全 性帶來不利的影響。
3 電芯設(shè)計缺陷，安全性能降低
在結(jié)構(gòu)設(shè)計上，許多對安全有影響的關(guān)鍵點沒有被廠家重視，如關(guān)鍵部位沒有絕緣膠帶，隔膜設(shè)計沒有留有余量或余量不足，正負極容量比設(shè)計不合理，正負極活性物質(zhì)面積比設(shè)計不合理，極耳長度設(shè)計不合理等，這些都可能對電池的安全性埋下隱患。另外在電芯的生產(chǎn)過程中，一些電芯生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本和提高性能，盡量節(jié)省和壓縮原材料，如減少隔膜面積、減薄銅箔、鋁箔以及不使用泄壓閥、不使用絕緣膠帶等，這些都會降低電池的安全性。
4 能量密度過高
目前市場上都在追求更高容量的電池產(chǎn)品，廠家為了增加產(chǎn)品競爭力，不斷提高鋰離子電池的體積比能量，這在很大程度上增加了電池的危險性。
三、安全技術(shù)
雖然鋰離子電池具有諸多危險隱患，但是在特定的使用條件下，以及采用一定的措施是可以有效地控制電芯內(nèi)副反應(yīng)和劇烈反應(yīng)的發(fā)生，保證其使用安全的。下面就簡單介紹幾種鋰離子電池常用的安全技術(shù)。
1 選用安全系數(shù)更高的原材料
選用安全系數(shù)更高的正負極活性材料、隔膜材料和電解液。
a）正極材料的選擇
正極材料的安全性主要基于以下3個方面：
1 材料的熱力學穩(wěn)定性；
2 材料的化學穩(wěn)定性；
3 材料的物理性能。
b）隔膜材料的選擇
隔膜的主要作用是將電池的正、負極分隔開，防止正負極接觸而短路，同時具有使電解質(zhì)離子通過的能力，即具有電子絕緣性和離子導通性。鋰離子電池選用隔膜時應(yīng)注意以下幾點：
1 具有電子絕緣性，保證正負極的機械隔離；
2 有一定的孔徑和孔隙率，保證低的電阻和高的離子電導率；
3 隔膜材料具有足夠的化學穩(wěn)定性，必須耐電解液腐蝕；
4 隔膜要有自動關(guān)斷保護的功能 ；
5 隔膜的熱收縮率和變形性要盡可能地??；
6 隔膜要具有一定的厚度；
7 隔膜要具有較強的物理強度并有足夠大的抗穿刺的能力。
c）電解液的選擇
電解液是鋰離子電池的重要組成部分，在電池正負極之間起著輸送和傳導電流的作用。鋰離子電池使用電解液是以適當?shù)匿圎}溶解在有機非質(zhì)子混合溶劑中而形成的電解質(zhì)溶液。它通常應(yīng)滿足以下幾方面的要求：
1 化學穩(wěn)定性好， 與電極活性物質(zhì)、集流體和隔膜不發(fā)生化學反應(yīng)；
2 電化學穩(wěn)定性好，具有較寬的電化學窗口；
3 鋰離子電導率高，電子電導率低；
4 液態(tài)溫度范圍寬；
5 安全無毒，對環(huán)境友好。
