1.智能自我保護(hù)

　　鋰離子電池的自我保護(hù)是鋰離子電池的最基本的功能，目前鋰離子電池組的BMS系統(tǒng)基本上都能夠?qū)崿F(xiàn)溫度保護(hù)、電流保護(hù)等功能，但是這都是在系統(tǒng)層級(jí)上的保護(hù)，而對(duì)于鋰離子電池的智能化設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)鋰離子電池層面的自我保護(hù)，例如在電池內(nèi)增加額外的感應(yīng)電極、增加溫度反饋智能材料，通過(guò)在鋰離子電池內(nèi)增加一些智能結(jié)構(gòu)和材料，從而實(shí)現(xiàn)鋰離子電池智能化設(shè)計(jì)。

　　1.1防內(nèi)短路設(shè)計(jì)

　　內(nèi)短路是影響鋰離子電池安全性的嚴(yán)重問(wèn)題，由于鋰枝晶、多余物等導(dǎo)致的鋰離子電池內(nèi)短路，往往會(huì)引起嚴(yán)重的安全問(wèn)題。

　　為了解決鋰枝晶生長(zhǎng)導(dǎo)致的內(nèi)短路事故，人們?cè)O(shè)計(jì)了多種方法監(jiān)控鋰離子電池內(nèi)部鋰枝晶的生長(zhǎng)。例如Wu等人設(shè)計(jì)的多功能隔膜，這種隔膜在傳統(tǒng)的聚合物隔膜中間還加入了一層金屬，這層金屬充當(dāng)了鋰枝晶探測(cè)器的功能，通過(guò)監(jiān)測(cè)這層金屬與負(fù)極之間的電壓差，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰枝晶的監(jiān)控，使得該隔膜即保留了傳統(tǒng)隔膜的功能，也實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰枝晶的監(jiān)控。斯坦福大學(xué)的Kai Liu三層復(fù)合多功能隔膜，改隔膜的特點(diǎn)是隔膜的中間層加入了SiO2，當(dāng)鋰枝晶生長(zhǎng)到一定程度時(shí)，穿刺隔膜時(shí)，SiO2會(huì)與金屬鋰發(fā)生反應(yīng)，消耗鋰枝晶，從而避免鋰枝晶的進(jìn)一步生長(zhǎng)【1】。

　　

　　1.2智能防止鋰離子電池過(guò)熱

　　鋰離子電池如果發(fā)生過(guò)熱（如外部加熱、短路過(guò)程自放熱等）會(huì)引起隔膜收縮，引起正負(fù)極短路，進(jìn)而導(dǎo)致熱失控發(fā)生。傳統(tǒng)的PP-PE-PP復(fù)合隔膜在較低的溫度下，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)閉孔功能，從而切斷正負(fù)極的反應(yīng)，達(dá)到抑制電池過(guò)熱的效果，但是如果溫度過(guò)高，PP層也發(fā)生收縮時(shí)，這種三層復(fù)合隔膜也就失效了。

　　為了解決鋰離子電池在過(guò)熱情況下的安全性問(wèn)題，Yim等人設(shè)計(jì)一款能夠保護(hù)鋰離子電池過(guò)熱情況下安全的電解液添加材料。我們都知道一般的電解液阻燃劑都會(huì)對(duì)鋰離子電池的性能造成嚴(yán)重影響，因此難以在實(shí)際中的應(yīng)用。而Yim等降阻燃劑裝入了獨(dú)立的小膠囊之中，這些膠囊的外壁材料在電解液中非常穩(wěn)定，因此正常狀況下不會(huì)對(duì)鋰離子電池性能產(chǎn)生影響。當(dāng)溫度超過(guò)70攝氏度時(shí)，在阻燃劑DMTP的蒸汽壓的作用下，引起外殼的破裂，將阻燃劑釋放到電解液之中，導(dǎo)致電解液的電導(dǎo)率急劇下降，阻止電池內(nèi)進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)。

　　

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