鋰離子電池安全性分析

 

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


 

1.鋰離子電池的自身原因

 

鋰離子電池自身特點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致不安全行為發(fā)生 ；

②鋰離子電池在過充時，由于正極材料脫鋰，結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使其具有強氧化能力 ；或者正極材料直接放出氧，使電解液中的溶劑發(fā)生強烈氧化 ；負極表面固體電解質(zhì)界面（S E I）膜的分解，負極析出的金屬鋰與電解液的反應，這些過程放出的熱量如果積累可能會引發(fā)熱失控 ；

③鋰離子電池電解液大多為有機溶劑，主要成分為碳酸酯類，閃、沸點都很低，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，帶來安全隱患。

 

2.突發(fā)事件或濫用原因

 

在一些突發(fā)事件如電池過充電、針刺穿透、擠壓，以及高溫環(huán)境等情況下，電極和有機電解液容易發(fā)生化學反應，如S E I膜的分解、有機電解液的氧化、還原，正極的分解，正極分解產(chǎn)生的氧氣進一步與有機電解液反應等。這些反應產(chǎn)生的大量熱量如果不能及時散失到周圍環(huán)境中，必將導致熱失控的產(chǎn)生，最終導致電池的燃燒和爆炸等。