鋰離子電池的安全與材料性能息息相關(guān)

目前鋰離子蓄電池已成為手機、筆記本電腦等移動電子設(shè)備的基本配備電源，也已經(jīng)開始應用于輕型電動車和混合電動汽車。然而，由于需求量飛速增長，鋰離子電池的成本問題日益凸現(xiàn)，由于電池能量密度的提高，電池安全性事故也時有報道。目前鋰離子電池行業(yè)即將發(fā)生結(jié)構(gòu)上的重大調(diào)整，動力和儲能電池的產(chǎn)業(yè)化伴隨著材料、工藝和裝備向重大技術(shù)革新的方向發(fā)展。



采用多種方法提高安全性

電池的安全性涉及材料、電池設(shè)計、制造、應用諸多方面，單純變更正極材料并不能完全保障電池的安全性。僅主要材料方面就要慎重選擇負極材料、電解液和電池隔膜，如用作鋰離子電池的負極材料有碳材料、金屬氧化物和合金等，石墨材料仍然是當今鋰離子電池主要的負極材料，但其安全性能低于硬碳材料，而尖晶石鈦酸鋰負極材料具有更高的安全性能。采用可耐更高溫度的新型隔膜和加阻燃劑的電解液也是提高鋰離子電池安全性的技術(shù)手段。

影響鋰離子電池安全性的主要因素有電池的電極材料、電解液以及制造工藝和使用條件等。一部手機用的鋰離子蓄電池的重量約20克，基本要求是發(fā)生安全事故的概率小于百萬分之一，這也是社會公眾所能接受的最低標準，實際情況是比千萬分之一還要小。電動自行車所用鋰離子電池組的重量為3公斤～4公斤，比手機大了100多倍，純電動小轎車將用到300公斤～400公斤的蓄電池，至于電動大巴或電動大貨車的電池重量將是1500公斤～2000公斤，更是手機的75000倍～100000倍。隨著電池容量的增加，出安全事故的可能性大幅度增加。因此，將鋰離子蓄電池做成動力電池，就必須提高其安全性能，單體電池愈大，要求達到的安全性指標也就愈高。如沿用手機電池常用的鈷酸鋰和石墨作為鋰離子動力電池的正負極材料，電池大型化后的安全性將無法得到保障。