什么样的锂电池更安全

动力锂电池，几乎全部的设计都打有安全的烙印（yìn），外壳的防水设计（jì），电池包的强度设计，热管理系统，BMS的温度监测、烟雾报警、防过（guò）充过放程序等等。安全（quán）是动力电池包的重中之重。 如果能够釜底抽薪，动力锂电池自身足够安全，则周边工程的设计（jì）将会变得无比自由（yóu），成本也会应声而下。那么什么样的锂（lǐ）电池是安（ān）全（quán）的锂电池？1 动力锂（lǐ）电池的基本组成 以圆柱形电池为（wéi）例，如上图所示，锂电池（chí）的主要结构包（bāo）括壳体（tǐ），正极（jí），负极，隔膜，电解（jiě）液，安全阀等安全保护装置（zhì）以及一些（xiē）导电密封辅助结构。 壳体，是整只电芯的保护层，对电芯起到支撑、隔离和绝缘等保护性（xìng）作用（yòng）。软包电池，没有高强度的壳体，其在小规模成组以后，也要设计具备一定强度的壳。 直接参（cān）与电池电化学过程的是正极（jí）、负极和电（diàn）解液，可（kě）以说它们是事故（gù）的源头，也是真（zhēn）正解决安全问题的病根所在。 2 正极（jí）、负（fù）极和电解液的安全性问题 锂电池的安全事（shì）故（gù），无论是电芯老化或者自身质量问题带来的自内而（ér）外的（de）过热，进而导致热失控，还（hái）是（shì）由于交通事故或（huò）者其他类型（xíng）的滥用造成的（de）热失控，事故发生总要经历电芯材料剧烈反应（yīng）的过程，如（rú）果能够阻（zǔ）断这个点，则电池可以失效，但永远不会燃爆。 动力锂电池，几乎全部的设计都打有安全（quán）的烙印，外壳的防水设（shè）计，电池包的强度设计（jì），热管理系统，BMS的温度监测、烟雾报警、防（fáng）过充过放程序等等。安全是动力电池包的（de）重中之（zhī）重。 如果能够釜底抽薪，动力锂电池自身足够安全，则（zé）周边工程的设计（jì）将会变得无比自由，成本也会应声而下。那么什么样的锂电（diàn）池是安全的锂电池（chí）？1 动力锂电池的基本（běn）组成 以圆柱形（xíng）电池为例（lì），如上图所示，锂电池的主要结构包括壳体，正极，负极，隔膜，电解液，安全阀等安全保护装置以及一些导（dǎo）电密封辅助（zhù）结构（gòu）。 壳体，是整只电芯的保护层，对电芯起到支撑、隔离和绝缘等（děng）保护性作用（yòng）。软包电池，没有高强度的壳体，其在小规模成组以后，也要设计具备一定强度的壳。 直接参与电池电化学过程的是正极、负极和电解液，可以说它们是事故的源头，也是真正解决（jué）安（ān）全（quán）问题的病根所在（zài）。 2 正极、负极和电（diàn）解（jiě）液的安（ān）全性问题 锂电池的安全事故，无论是电芯老化或者自身质量问（wèn）题带来的自内而外的（de）过热，进而导（dǎo）致热失（shī）控，还是由于交通事故或者其他类（lèi）型的滥用造成的热失控，事故发生（shēng）总要经历电芯材料剧烈反应的过程，如果能够阻断这个点，则电池可以失效，但永远不会燃爆。 3 安全性能的改进方向 3.1电解液 阻燃剂 在原来电解液的基础上加入阻燃剂，具备可行性，只是特别适当的阻燃剂还没有被发现。佛化物阻燃效果较好，但成本高；烷基磷酸酯，加入电（diàn）解液后，降（jiàng）低了导电（diàn）率，阻（zǔ）燃效果也一般，因（yīn）而不能（néng）算是好的（de）选择；氮化物阻（zǔ）燃（rán）效果不明显，且具毒性，基本不可行。阻燃剂是比较现实的技术路线，只是还需要时间和人力的投入。 固体（tǐ）电解质 聚合物电解质，是真正的固态电解质和电解液之间的中间形态，是干（gàn）态聚合物电解质和电解液的并存状态。但（dàn）聚合物电解质在安（ān）全性上，比之电解液已经有很大提高，在漏（lòu）液和燃烧性方面都有进步。 在新闻中看到，某公司发明了（le）不燃（rán）烧电（diàn）解液。如果果然如宣传的那样，将是革命性的成果。 选择恰当的电解质 通过对（duì）电解盐类型的选择，减少SEI膜溶解的几率。 3.2 正（zhèng）负极材料 从（cóng）改善材料热稳定性的（de）角度出发，选择分子结构更稳定的材质（zhì）。负（fù）极，对（duì）于碳材料来说，球（qiú）状结构比层状结构稳定性好；跨越种类，尖晶石结构的钛酸锂（lǐ）又比全部石墨（mò）材质的负极稳（wěn）定性好。2.3中所述的各种安全问题，钛酸锂都不存在，是当前（qián）负极材料中最安全的一种。 正极材料的（de）可选（xuǎn）择范（fàn）围并不大，钴酸锂（lǐ），由于稳定性差，使（shǐ）用的范围已经（jīng）越来越小。动力电池主流的三种正极材料，磷酸（suān）铁（tiě）锂（lǐ）、锰酸锂和三元材料。从安全性角度考虑，磷酸（suān）铁锂的安全性最好，锰酸锂次之，三元相对较（jiào）差。