未來鋰電池技術領域的發(fā)展趨勢

報錯隨著鋰電池在電子器械等產品上應用越來越廣泛，甚至還應用在了衛(wèi)星、航空等方面，人們對于鋰電池的認識越來越深刻，同時，也對鋰電池的安全性提出了更高的要求。

02我國鋰電池發(fā)展面臨的問題

我國研制鋰電池的許多重要的原材料還要依靠國外進口，負極材料的原料產業(yè)鏈也并不完善。因此，要完善屬于我國的鋰電池生產產業(yè)鏈還有很長的路要走。

鋰離子電池安全問題原因剖析

從外部原因分析，過充、過放、電池短路、熱沖擊、針刺等都會導致鋰離子電池安全問題。

從內部原因分析，造成鋰離子電池安全問題主要有以下幾點：

1、負極析鋰

由于嵌入負極材料內部動力學較慢的原因，在低溫過充或大電流充電情況下，金屬鋰會直接析出在負極表面，可能導致鋰枝晶，造成微短路，高活性的金屬鋰與液體電解質直接發(fā)生還原反應，損失活性鋰，增加內阻，影響電池性能。隨著循環(huán)不斷進行，鋰枝晶會進一步的增加，進而刺破隔膜，導致電池短路、漏液甚至發(fā)生爆炸。

2、正極材料釋氧及結構破壞

當正極充電至較高電壓時，其處于高氧化態(tài)，晶格中的氧容易失去電子以游離氧的形式析出，游離氧會與電解液發(fā)生氧化反應，放出大量的熱，而且低著火點的有機電解液在氧的存在和溫度升高的情況下極不安全，從而電池極易發(fā)生燃燒、爆炸。

3、電解液分解和反應

液態(tài)鋰離子電池的電解液為鋰鹽與有機溶劑的混合溶液，其中商用的鋰鹽為六氟磷酸鋰，該材料在高溫下易發(fā)生熱分解，并會與微量的水以及有機溶劑之間進行熱化學反應。電解液有機溶劑為碳酸酯類，這類溶劑沸點、閃點較低，在高溫下容易與鋰鹽釋放的PF5反應，易被氧化。當有鋰、氧存在時，會發(fā)生一系列放熱副反應，直接影響電池性能，甚至導致電池起火爆炸。

4、隔膜均勻性差及收縮破裂

當鋰枝晶刺穿隔膜或溫度較高時隔膜發(fā)生收縮破裂，就會使電池正負極發(fā)生短路，情況嚴重時會造成安全事故。

5、高溫失效

高溫可以來自外部原因，也可以來自內部的短路、電化學與化學放熱反應、大電流焦耳熱。在高溫下，會導致電池內部出現(xiàn)一系列不良反應，如SEI膜分解、高活性的正、負極材料與電解液發(fā)生反應、鋰鹽自分解、正極釋氧、電解液反應等，這些反應有可能導致熱失控。

無論是工業(yè)界還是學術界針對鋰電池技術安全問題從材料、電極、電芯、模組、電源管理、熱管理、系統(tǒng)設計等各個層面采取了多種改進措施，雖取得一定進展，但還是未達到理想效果，其安全性問題依然十分突出。因此，如何突破這一技術瓶頸，滿足高安全性電池技術的需要，發(fā)展出不易燃、易爆的鋰電池，十分必要和迫切。