“鋰電很早以前就有了，鋰元素過于活躍，它使用時不太安全，經(jīng)常會在充電時出現(xiàn)燃燒、爆裂的情況，后來經(jīng)過改進(jìn)型的鋰離子電池，加入了能抑制鋰元素活躍的成分，從而使鋰電提高安全標(biāo)準(zhǔn)和高效。”廣州電子技術(shù)專業(yè)人員呂靜潑表示，目前由于鋰離子電池存在體積小，能量密度大，記憶效應(yīng)不明顯等等優(yōu)勢，在愈來愈多的電子產(chǎn)品領(lǐng)域得到應(yīng)用，然而，鋰離子電池也存在許多缺陷：循環(huán)壽命短，充電電路復(fù)雜，對電池內(nèi)部保護(hù)電路的要求很高等，尤其對全密封鋁殼封裝的鋰離子電池來說，在其安全保護(hù)的設(shè)計上存在一個極其致命的缺陷。

 

鋰離子電池的安全設(shè)計過分依賴其內(nèi)部電子安全保護(hù)芯片，而沒有設(shè)置必要的物理安全保護(hù)措施。在充電以及使用的過程中，一旦出現(xiàn)其安全保護(hù)芯片失效的故障，后果是不堪設(shè)想的，輕則出現(xiàn)電池內(nèi)部氣體積聚引起電池體漲鼓現(xiàn)象，重則可能因?yàn)榘l(fā)生電池內(nèi)部短路等等異常而導(dǎo)致電池爆炸的悲劇發(fā)生。

 

呂先生認(rèn)為，鎳氫和鎳鎘電池的頂端都有為排氣減壓而設(shè)計的排氣孔，而目前市面上常見的各種鋰離子電池卻與鎳氫、鎳鎘電池的設(shè)計大不相同，都是鋁殼全密閉封裝的，且其過于依賴內(nèi)部電子保護(hù)芯片的安全控制，并沒有采用排氣孔作為其物理保護(hù)裝置。此時，在電池內(nèi)部發(fā)生某些物理異常的時候，或者在內(nèi)部電子保護(hù)芯片發(fā)生故障的時候，都極易產(chǎn)生因電池內(nèi)部壓力驟升而引起的爆炸。倘若鋰離子電池加裝類似鎳鎘鎳氫電池的排氣孔或者類似高壓鍋的安全閥，則可有效避免悲劇的發(fā)生。

 

呂先生指出，安全使用鋰電池應(yīng)該注意使用質(zhì)量過硬的合格鋰離子電池、使用合格配套的鋰電池充電器、盡量避免使用手機(jī)萬能充電器，如果允許的話，盡量購買安全系數(shù)高的聚合物鋰電池。此外，在給電池充電時，盡量避免時間過長。
從小型電子裝置所需的微電池到大的電動車動力源，鋰離子電池正得到越來越廣泛的應(yīng)用，已成為21世紀(jì)極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦突瘜W(xué)電源。鋰離子電池性能的改善主要取決于嵌鋰電極材料能量密度和循環(huán)壽命的提高。目前鋰離子電池廣泛采用的石墨類碳負(fù)極材料的理論儲鋰容量較低(石墨為372mAh／g)，因此開發(fā)新型高性能負(fù)極材料已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。 本文采用高比容量的硅為主要活性體，采用體積效應(yīng)小、循環(huán)穩(wěn)定性好的碳為載體，通過高溫?zé)峤庖约案吣芮蚰サ确椒ㄖ苽淞诵滦偷墓瑁紡?fù)合材料，并對其電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。 通過聚氯乙烯(PVC)的高溫?zé)峤庵苽淞艘环N新型的硅／碳復(fù)合材料，納米硅和石墨微粒均勻地分散于熱解炭中，電化學(xué)測試結(jié)果表明該材料具有很高的容量(700mAh／g)和較好的循環(huán)穩(wěn)定性。這是由于復(fù)合材料中碳載體可以緩沖硅嵌鋰過程中的體積變化，同時又為硅提供了良好的電接觸。復(fù)合材料第一循環(huán)后的充放電平臺比目前商品化的中間相碳微球(CMS)提高約0.15V，這有利于電池的操作安全性。復(fù)合材料中的晶體硅首次嵌脫鋰后變?yōu)闊o定形態(tài)，并且在隨后的嵌脫鋰過程中該無定形態(tài)得以保持。復(fù)合材料中引入30％的小顆粒石墨有利于提高首次循環(huán)的充放電效率，減少充放電過程中的電壓滯后。對不同有機(jī)前驅(qū)物所得熱解炭的研究表明：熱解炭的比表面積越小、結(jié)構(gòu)越緊密，其復(fù)合材料的循環(huán)穩(wěn)定性越好。另外，樣品的顆粒度越大也越有利于電極循環(huán)性能和首次充放電效率的提高。因此，硅／碳復(fù)合材料的理想結(jié)構(gòu)應(yīng)是硅被完全地包覆于結(jié)構(gòu)緊密的熱解炭中。 采用高能球磨技術(shù)結(jié)合高溫?zé)峤夥ㄖ苽淞私Y(jié)構(gòu)上為硅納米晶均勻分散于碳中的復(fù)合材料。該復(fù)合材料具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性和改進(jìn)的倍率性能。XRD分析表明，高能球磨可以得到納米晶并有部分無定形化的硅，而二步球磨可以使硅與石墨緊密接觸，同時又可以防止生成電化學(xué)惰性的炭化硅(SiC)。進(jìn)而，通過PVC的高溫?zé)峤獍?，大大降低了球磨材料的比表面積，從而減少首次循環(huán)的不可逆容量。