如何提升电池安全性

随着全球多样化的发展，我们的生活也在不断变化着，包括我们接触的各种各样的电子产品，那么你一定不了解这些产品的一些组成，比如锂离子电池。

最近发生的电动汽车自燃事故再次引起了新能源汽车的安全，引起了业界和外界的高度关注。根据国家市场监督管理总局缺陷产品管理中心的数据，截至今年上半年，我国共执行了141次新能源汽车召回，其中860,500辆被召回。与动力锂离子电池有关；根据新能源汽车事故数据，动力锂离子电池故障是引发火灾事故的重要原因，占多达77％，其中电芯热失控占动力锂离子电池故障原因的82％。目前，锂离子电池电解质使用碳酸盐作为溶剂。其中，线性碳酸盐可以改善电池的充放电容量和循环寿命，但它们的闪点低，并且在较低温度下会闪烁。溶剂通常具有高的闪点甚至没有闪点，因此使用氟化溶剂有利于抑制电解质的燃烧。当前研究的氟化溶剂包括氟化酯和氟化醚。动力锂离子电池失效的原因很复杂，包括技术问题，设计缺陷，材料比例等。其中，生产过程中的制造过程缺陷也是重要因素。根据最近魏玛汽车公司发出的召回通知，重要的是电池单元供应商在生产过程中会混入杂质，这会导致动力锂离子电池中异常的锂析出。在极端情况下，这可能会导致电池单元短路并导致动力锂离子电池发热。失去控制并有失火的危险。目前，锂离子电池中使用的正极材料重要是锂过渡金属氧化物。目前，层状锂钴氧化物（LiCoO2），锂镍氧化物（LiNiO2），尖晶石结构锰酸锂（LiMn2O4）和聚阴离子磷酸铁锂（LiFepO4）是研究较多的阴极材料。其中，LiCoO2具有适度的热稳定性和优异的电化学性能，但是钴的一些特性，如储存容量小，价格高，毒性大等，限制了其应用。要改善动力锂离子电池公司的生产制造工艺，必须采取多种措施，从各个方面提高管理水平，加强质量控制。首先是改善基础设施，完善规章制度，使用该系统管理生产，并使用良好的质量管理系统来确保动力锂离子电池产品生产的一致性并确保产品质量。归根结底，动力锂离子电池的制造过程只是掌握技术标准而已。公司必须建立明确的质量指标，产量目标等。只有明确的目标才能为持续提高产品质量奠定基础。

使用固体电解质代替有机液体电解质可以有效地提高锂离子电池的安全性。固体电解质包括聚合物固体电解质和无机固体电解质。聚合物电解质，尤其是凝胶聚合物电解质已经取得了很大的进步。它们已经成功地用于商业锂离子电池，但是凝胶聚合物电解质实际上是干聚合物电解质和液体电解质之间的折衷方法。结果，其电池安全性的提高非常有限。重要的是找到一种具有良好热稳定性的正极材料。然而，通过改性正极材料来提高其热稳定性是不容忽视的。有许多相关的研究方法，例如优化合成条件，改进合成方法和修饰电极材料。电极材料的改性是提高锂离子电池的热稳定性的有效措施。改性尖晶石锰酸锂，锂镍锰钴氧化物三元复合氧化物和磷酸铁锂是目前正极材料研究的重点。常用的改性方法重要是表面涂覆和掺杂改性。早期负极材料直接使用金属锂，价格低廉，比容量高。但是，用金属锂组装的电池的热稳定性差，在多次充电过程中容易出现锂枝晶，这会刺穿隔膜并引起短路甚至爆炸[11]。锂嵌入化合物的使用有效地防止了锂树枝状晶体的出现，从而大大提高了锂离子电池的安全性。目前，阳极材料的研究重要集中在碳基材料，锂锡或硅合金，氮化物，氧化物和Li4Ti5O12等系统上。

在研究设计过程中，一定会有这样或着那样的问题，这就要我们的科研工作者在设计过程中不断总结相关经验，这样才能促进产品的不断革新。