关于锂离子电池的现状

莱登能源公司将改进的重心放在会影响电池阴极和阳极的性能及决定电池寿命和稳定性的 和集电器上。莱登公司用石墨集电器和酰亚胺钠替换了传统电池电解液中使用的铝制集电器和六氟磷酸锂，使电池寿命得到增加的同时在60以上的高温下都能很好地工作。而且，新电池的比能量比电动汽车中使用的锂离子电池高50%.新电池用酰亚胺钠取代了六氟磷酸锂，六氟磷酸锂不会同电池内部的水发生反应，这种反应会显著降低电池的寿命，而酰亚胺钠不会发生这种反应。六氟磷酸锂在室温下就会分解，且其效率在55C时会显著降低，而酰亚胺钠在更高的温度下都不会分解。但酰亚胺钠也会引起麻烦，它会腐蚀一般电池中都有的铝制集电器，因此，莱登公司就用了能对抗这种腐蚀的石墨来替代。

专家表示，新电池可以使用空气冷却剂进行冷却，而不需要使用液体冷却剂，这将减少成本并让电池更轻。该公司也在研发电池管理电子设备和软件，以预防会让电池“折寿”的过度充电或充电不足问题。莱登公司最近从加州政府获得了296万美元的资助，每月制造出10个汽车电池箱。

美国电动摩托车制造商Brammo公司的产品开发总监布雷恩坊禳示：“在热管理、电池的寿命周期以及能源密度方面，莱登的电池技术具有真正的优势。”莱登公司表示，希望新技术最先用于手提电脑，该新电池可以充放电1000次，远远高于现在手提电脑电池的300次。

此外，美国针对锂离子电池的标准主要有：美国国家ANSI标准、美国保险商试验所UL标准和美国电气电子工程师学会IEEE标准等。近年来，UL、IEEE在标准的修订过程中也更加注重对安全的评估。UL1642-2007锂离子电池标准是对2005版第四版）的修订，修订的内容于2009年2月2日起实施。

EEE1625-2008移动计算设备用多芯可充电电池标准于2008年10月20日发布。由于多芯串联电池组的容量和电压往往较高，所造成的安全问题评论阪厩本也就更为严重，安全隐患更大，因而新版EEE1625将更加注重多芯串联电池组的安全性。丨EEE还启动了IEEEP1825数码相机和便携式摄像机用可充电电池标准的制定工作，将对此类锂离子电池在设计、生产和鉴定方面的要求制定为一项统一的标准。IEEE锂离子电池标准的范围将涵盖手机、笔记本电脑、数码相机、数码摄像机等绝大多数锂离子电池的应用领域，对于其安全性的考核也将更为具体和细化。

材料法中的要求进行修订，更新发布锂电池的包装运输要求，要求按危险品标准进行运输。内容涉及电池运输的具体问题，旨在通过确保锂电池的设计能经受正常运输条件来提升锂电池的安全性。提案的主要内容如下：修订有关锂金属电池和锂离子电池的联合国编号，为两类电池提供两个单独的项目，并将所有的“一次锂电池”的名称替换为“锂金属电池”，将所有的“二次锂电池”的名称替换为“锂离子电池”将电池芯或电池中锂含量的描述“锂当量含量”或电解材料按质量有0.1g或5%（以较大变化者为准）的变化时，应将电池视为新的型号并重新进行测试，试验结果内应包含会显著影响试验结果的变化案例；提案建议在电池的测试中增加内部短路试验；提案建议在完成设计型号试验的电池芯或电池外部粘贴一个显著的质量标志（联合国UN标志或类似标记），以作为电池芯和电池制造商完成了联合国测试和标准手册中的每个试验的证据；提案建议取消对小型电池的豁免，将所有电池（锂含量不超过0.3g或瓦时值不超过3.7Wh的与设备一起包装或包含在设备中的锂电池芯和电池除外）作为第9类危险品进行包装和运输，并在锂电池的外包装上增加一项操作标签。

3具体解决方案如何解决锂离子电池的安全问题业内人士说，通过采用合格的正负极材料和高安全性的电解质、改善电池管理系统、改进电池隔膜技术以及合理使用等方法可以提高锂离子电池的安全性。

采用合格的正负极材料，提高电极材料热稳定性，有助于达到电池安全考核指标。锂离子电池的安全问题从根源上来说，是因为电池本身的稳定性不高，热失控的出现导致的。而热失控的发生，电极材料的热稳定性是最重要的原因之一（包括其自身的热稳定性以及其与电解质材料相互作用的热稳定性）。其中，正极材料和电解液的热反应被认为是热失控发生的主要原因。在最初开展锂离子电池电动车研发时，曾出现若干爆炸和燃烧的事故，采用钴酸锂作为电池的正极材料是一个主要的原因。近年来，新发展出的磷酸铁锂正极材料的氧化性更明显低于锰酸锂，从正极材料的角度来看，磷酸盐正极材料的应用将更有利于提高锂离子电池安全性。负极材料方面，采用综合性能优良的炭基和氧化物基负极材料也是提高锂离子电池安全性的关键之一。

使用阻燃型电解液也可提高电池的安全性。阻燃电解液是一种功能电解液，这类电解液的阻燃功能通常是通过在常规电解液中加入阻燃添加剂获得的。阻燃电解液是目前解决锂离子电池安全性最经济有效的措施，所以尤其受到产业界的重视。常规的含阻燃添加剂的电解液具有阻燃效果，但是其溶剂仍是易挥发成分，依然存在较高的蒸气压，对于密封的电池体系来说，仍有一定的安全隐患。而以完全不挥发、不燃烧的室温离子液体为溶剂，将有希望得到理想的高安全性电解液。离子液体是在室温及相邻温度下完全由离子组成的有机液体物质，具有电导率高、液态范围宽、不挥发和不燃等特点，将离子液体用于锂离子电池电解液中有望解决锂离子电池的安全问题。

选用机槭和热关闭性能更优的电池隔膜有利于电池安全性的提高。隔膜在电池中主要有两个作用：其一是隔离正负极防止短路；其二是作为安全装置智能地切断电流。当电池温度升高时，隔膜的电阻会变大。常见的Cegard隔膜为聚烯烃微孔膜，在一定的条件下，如过充时，电池温度升高，当达到该聚合物的熔点时，高分子链段运动加剧，自由体积增大，隔膜会闭孔，内阻急剧升高，使电路中电流减小，起到保护的作用。

改进设计提高电池的散热能力等也是提高锂离子电池安全性的途径。如采用同样的材料和设计，一般情况下锂离子电池储存的总能量和其安全性是成反比的，随着电池容量的增加，电池体积也在增加，其散热性能变差，出事故的可能性将大幅增加。

严格的生产过程对提高电池安全性非常重要。在生产过程中，厂家除了要严格控制极片的一致性，采用具有热关闭特性的电池隔膜，使用阻燃型电解液，降低发热量，同时，电池还要有安全阀，内部压力大于一定值时，安全阀可以开启泄压等；另外，制造环境的控制也很重要，因为制造过程中引入的杂质、掉粉等也会导致电池出现安全问题。最后，每批电池芯还需要抽样作各项滥用试验的测试，如过充、热箱、针刺、挤压、温度冲击、外部短路、跌落等，充分考察其安全性能。

锂离子电池的使用也有严格的要求。安全的电池包内包含锂离子电池保护电路，该电路具有防止电池过充、过放、过热和过流的功能，电池包结合专用充电单元才能与特定的用电器配合，为消费者使用。

总之，锂离子蓄电池经过近年来的发展，取得了长足的进步，其在便携式电子产品和通讯工具中得到了广泛的应用，并且被逐步应用到动力型电源领域。特别是我国“863”新能源汽车重大专项的实施，更是为锂动力电池展开了广阔的市场前景。目前，锂动力电池的使用还存在一定的问题，动力型锂离子电池的质量和体积非常大，放电状况复杂，散热条件及充放电制度控制也非常苛刻。随着电池体系、电池材料等安全性问题的深入研究，需从设计、生产、使用方的共同努力解决锂离子电池安全性，避免不安全因素的发生，促进锂离子动力电池的健康发展。糟相识不断加深，未来的锂离子电池会变得更安全。