常见的提高锂离子电池安全性的措施解析

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。新能源汽车的优势在于比汽油车更低碳、更环保。它使用非常规汽车燃料作为动力来源，如锂离子电池和氢燃料。锂离子电池的应用领域也非常广泛，除了新能源汽车、手机、笔记本电脑、平板电脑、移动电源、电动自行车、电动工具等等。

但锂离子电池的安全性不容小觑。许多事故表明，当人们充电不当或环境温度过高时，很容易引起锂离子电池的自燃和爆炸，这已成为锂离子电池发展的最大痛点。虽然锂离子电池的性质决定了其“易燃易爆”的命运，但降低风险和安全性并非完全不可能。随着电池技术的不断进步，无论是移动电话公司还是新能源汽车公司，通过合理的电池管理系统和热量管理系统，电池都可以确保安全而不会爆炸或自燃。

1、提高电解液的安全性

电解质与正极和负极之间有很高的反应活性，尤其是在高温下。为了提高电池的安全性，提高电解液的安全性是比较有效的方法之一。通过添加功能性添加剂、使用新型锂盐、使用新型溶剂，可以有效解决电解液的安全隐患。根据添加剂的功能不同，它们可以分为以下几类：安全保护添加剂，成膜添加剂，正极保护添加剂，稳定锂盐添加剂，促进锂沉淀的添加剂，集电器防腐添加剂和提高润湿性的添加剂。

2、提高电极材料的安全性

磷酸铁锂与三元复合材料被认为是低成本、“安全性极好”的正极材料，有望在电动汽车行业普及。关于正极材料，提高其安全性的常用方法是涂层改性。例如用金属氧化物对正极材料进行表面包覆，可以防止正极材料与电解液直接接触，抑制正极材料的相变，提高其结构稳定性，减少阳离子的无序。晶格以减少副反应出现的热量。关于负极材料，由于表面往往是锂离子电池最容易发生热化学分解和放热的部位，提高SEI膜的热稳定性是提高负极材料安全性的关键方法.通过弱氧化，金属和金属氧化物沉积，聚合物或碳涂层，可以提高负极材料的热稳定性。

3、改善电池的安全保护设计

商用锂离子电池除了提高电池材料的安全性外，还采用了许多安全保护措施，如设置电池安全阀、温度保险丝、串联连接正温度系数元件、使用热封隔膜、加载专用保护电路、而专用的电池管理系统等，也是提升安全性的一种手段。

4、选用安全系数更高的原材料

选用安全系数较高的正负极活性材料、隔膜材料和电解液。正极材料的安全性重要取决于材料的热力学稳定性、材料的化学稳定性以及材料的物理性能;隔板材料应根据机械隔离性能、孔径和孔隙率、材料的化学稳定性以及自动关机功能来选择。热收缩率和变形率小，材料厚度大，物理强度大等综合考虑;电解液应选择化学稳定性好、电化学稳定性好、锂离子电导率高、液体稳定性范围广的材料。

5、强加电芯整体安全设计

电芯是将电池的各种材料结合起来的纽带。是正极、负极、隔膜、极耳、包装膜的一体化结构。电芯结构设计不仅影响各种材料的性能，而且影响电池的整体化学性能。安全性能有重要影响。在电芯设计中，应结合材料特性制定合理的结构模型。在锂离子电池结构中，也可以考虑一些附加的保护装置，如使用开关元件、安全阀等。

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。