如何解決大容量鋰電池的安全性問題

鋰離子電池的安全性問題，并不是外圍問題，而是一個(gè)基于材料技術(shù)的本質(zhì)問題。

在材料技術(shù)上取得突破：

1、選擇安全的正極材料，目前的正極有鈷酸鋰和錳酸鋰兩種量產(chǎn)的材料產(chǎn)品。鈷酸鋰在小電芯方面是很成熟的體系，由于鈷酸鋰在分子結(jié)構(gòu)方面（LiCo）的特點(diǎn)：充滿電后，仍舊有大量的鋰離子留在正極，當(dāng)過充時(shí)，殘留在正極的鋰離子將會(huì)涌向負(fù)極，在負(fù)極上形成枝晶是采用鈷酸鋰材料的電池過充時(shí)必然的結(jié)果，甚至在正常充放電過程中，也有可能會(huì)有多余的鋰離子游離到負(fù)極形成枝晶。所以手機(jī)電池頻頻發(fā)生爆炸事件，一方面是由于保護(hù)電路失效，但更重要的是在材料方面并沒有根本的解決問題。同時(shí)鈷酸鋰的氧化性強(qiáng)，在175度時(shí)就會(huì)分解，殼體泄漏，與空氣接觸，發(fā)生燃燒、爆炸。

2、選擇錳酸鋰材料，在分子結(jié)構(gòu)方面保證了在滿電狀態(tài)，正極的鋰離子已經(jīng)完全嵌入到負(fù)極炭孔中，從根本上避免了枝晶的產(chǎn)生。同時(shí)錳酸鋰穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)，使其氧化性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鈷酸鋰，分解溫度超過鈷酸鋰100度，即使由于外力發(fā)生內(nèi)部短路（針刺），外部短路，過充電時(shí)，也完全能夠避免了由于析出金屬鋰引發(fā)燃燒、爆炸的危險(xiǎn)。

3、選擇熱關(guān)閉性能好的隔膜，隔膜的作用是在隔離電池正負(fù)極的同時(shí)，允許鋰離子的通過。當(dāng)溫度升高時(shí)，在隔膜熔化前進(jìn)行關(guān)閉，從而使內(nèi)阻上升至2000歐姆，讓內(nèi)部反應(yīng)停止下來。

4、防爆閥：當(dāng)內(nèi)部壓力或溫度達(dá)到預(yù)置的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，防爆閥將打開，開始進(jìn)行卸壓，以防止內(nèi)部氣體積累過多，發(fā)生形變，最終導(dǎo)致殼體爆裂。

5、保護(hù)電路：通常保護(hù)電路需起到防止過充電，過放電，超大電流的作用。主要原理是通過測量每一只電芯的電壓和總電流，控制開關(guān)電路進(jìn)行整個(gè)回路的關(guān)斷，在電路的設(shè)計(jì)上并沒有過高的難度。但保護(hù)電路的設(shè)計(jì)是否合理，可靠性是否足夠高，是考驗(yàn)生產(chǎn)廠商的能力。保護(hù)電路是基于大約數(shù)十個(gè)個(gè)電阻、電容，開關(guān)MOS管等電子元器件組成的pCB電路，各個(gè)元器件都存在失效的可能性。失效的保護(hù)電路會(huì)出現(xiàn)開路或?qū)▋煞N狀態(tài)，當(dāng)開路時(shí)會(huì)導(dǎo)致用戶不能使用電池組，而導(dǎo)通的狀態(tài)將會(huì)考驗(yàn)電芯抗過充的能力。