1動力鋰離子電池的基本組成

以圓柱形電池為例，如上圖所示，鋰離子電池的重要結(jié)構(gòu)包括殼體，正極，負極，隔膜，電解液，安全閥等安全保護裝置以及一些導(dǎo)電密封輔助結(jié)構(gòu)。

殼體，是整只電芯的保護層，對電芯起到支撐、隔離和絕緣等保護性用途。軟包電池，沒有高強度的殼體，其在小規(guī)模成組以后，也要設(shè)計具備一定強度的殼。

直接參與電池電化學(xué)過程的是正極、負極和電解液，可以說它們是事故的源頭，也是真正解決安全問題的病根所在。

2正極、負極和電解液的安全性問題

鋰離子電池的安全事故，無論是電芯老化或者自身質(zhì)量問題帶來的自內(nèi)而外的過熱，進而導(dǎo)致熱失控，還是由于交通事故或者其他類型的濫用造成的熱失控，事故發(fā)生總要經(jīng)歷電芯材料劇烈反應(yīng)的過程，假如能夠阻斷這個點，則電池可以失效，但永遠不會燃爆。

2.1電解液

電解液存在兩個方向的問題，自身容易燃燒，又具有與正負極材料發(fā)生反應(yīng)的傾向。

初中化學(xué)告訴我們，燃燒的三要素：可燃物（燃燒的物質(zhì)），助燃物（氧氣）和燃點（達到可燃物的燃燒溫度）。三個條件缺一不可，阻斷其中之一，燃燒便不會發(fā)生。電池自身安全性，電池材料不可燃是安全隱患的終結(jié)者。

目前常見的電解液都是有機溶劑質(zhì)地，是極易燃燒的材質(zhì)。而電解液與正極發(fā)生副反應(yīng)的產(chǎn)物，就包含氧氣。因此，電池一旦積聚了較多熱量，達到較高溫度，連鎖反應(yīng)都會給電解液燃燒供應(yīng)條件。

問題在于，電解液傳輸電荷的能力，對電池的電壓有直接的影響。當前人們關(guān)于高電壓，高能量密度的追求，只有有機電解液才能滿足，因而暫時沒有找到更適合的材質(zhì)作為替代。

2.2正極材料

正極材料的安全性問題重要存在于兩個方面。一個是充電狀態(tài)下，材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，另一個是電池高溫下，正極材料與電解液的反應(yīng)腐蝕問題。

正極材料的穩(wěn)定性問題，重要出現(xiàn)在過大電流充電過程中，與材料不匹配的鋰離子脫出速率會沖垮材料晶格結(jié)構(gòu)，毀壞的部分材料反過來堵住離子通路，新增了離子嵌入難度。這個過程中會有熱量積累，是引發(fā)鋰離子電池事故的一種常見原因。

正極被電解液腐蝕，放出少量氣體和熱量，這是電池使用過程中老化的一個重要原因。但正極與電解液的劇烈反應(yīng)，一般出現(xiàn)在電池溫度已高的階段，一般超過200℃，是熱量爆發(fā)式生成的重要力量。反應(yīng)不但放出大量的熱，還會有氣體出現(xiàn)，使得事故的危害可能升級。

2.3負極材料

負極材料的安全性，重要圍繞其熱穩(wěn)定性進行觀察，其穩(wěn)定程度與下面三個因素有關(guān)：電解液中電解質(zhì)的類型，石墨負極中嵌鋰碳含量的多少以及石墨負極使用的粘結(jié)劑的種類。

電解質(zhì)類型，石墨負極在首次充電化成中，形成保護膜SEI膜。SEI膜的存在，阻止了石墨與電解液的進一步劇烈反應(yīng)。但電解液中的LiPF6對SEI膜的分解有促進用途，使得鋰離子電池在大約60℃的儲存過程中，就可以出現(xiàn)分解并放熱。因此電解質(zhì)的成分對負極穩(wěn)定性有直接影響。

嵌鋰碳，有研究表明，負極中嵌鋰碳的含量高，會帶來負極與電解液更激烈的反應(yīng)。嵌鋰碳是在充電過程中形成，電池電量越高，其嵌鋰碳的含量也就越高。嵌鋰碳的影響，只能在電量高的階段加強其他安全措施，卻無法防止高濃度嵌鋰碳的現(xiàn)象出現(xiàn)。

負極粘結(jié)劑的種類，粘結(jié)劑在反應(yīng)中是否新增系統(tǒng)反應(yīng)放熱并沒有定論。不同類型的粘結(jié)劑，參與反應(yīng)的形式不同，有的成為嵌鋰碳反應(yīng)的助劑，有的自身參與反應(yīng)后失效，加速負極結(jié)構(gòu)走向崩潰。

以上三個方面的影響，發(fā)生的溫度由低到高，SEI膜的溶解，作為破壞式連鎖反應(yīng)的開端，阻止它發(fā)生意義重大。