有关锂离子电池的安全性分析

锂离子电池的安全性

离子电池具有能量密度高、输出电压高、循环寿命长、环境污染小等优点，在微电子领域得到了广泛的应用。同时，它们在电动汽车、特种、空间技术等领域也具有广阔的应用前景[1-2]。然而，锂离子电池在造福人类的同时也带来了一些安全隐患。近年来，锂离子电池安全事故时有发生。例如，2006年，苹果(apple)和联想(lenovo)笔记本电脑因电池安全问题被召回;2008年，本田(Honda)混合动力汽车着火;825辆全电动公交车因电池过热起火。由于这些事件，锂离子电池的安全性越来越受到人们的关注。

锂离子电池的安全性分析

锂离子电池的安全问题可以归结为两个因素:一是锂离子电池本身的特性;另一种是由于紧急情况或电池使用不当造成的。锂离子电池存在一系列潜在的放热反应，是锂离子电池安全问题的根源。

1.锂离子电池本身的原因

锂离子电池本身的特性是决定其安全性的根本因素[3-4]:(1)由于能量密度高，锂离子电池容易因热失控而导致不安全行为;(2)当锂离子电池过充时，由于正极材料锂离子，结构发生变化，使其具有较强的氧化能力;或正极材料直接释氧，使电解液中的溶剂出现强氧化;负极表面的固态电解质界面(seI)膜的分解，以及从负极析出的金属锂与电解质的反应，假如这些过程释放的热量积累起来，可能会导致热失控。(3)锂离子电池电解液多为有机溶剂，重要成分为碳酸盐，闪蒸，沸点很低，在4.6V左右容易被氧化，假如有泄漏，容易引起电池起火，甚至燃烧爆炸;(4)在锂离子电池粘结剂结晶时，容易形成铜枝晶和活性物质剥离，导致电池内部短路，带来安全隐患。

2.紧急情况或滥用原因

在某些紧急情况下,如电池过度充电,针灸渗透、挤压,和高温环境中,电极和有机电解质容易出现化学反应,如SE我膜的分解,有机电解液的氧化和还原,正极的分解,生成的氧正极分解,进一步与有机电解液反应。假如这些反应出现的大量热量不能及时散发到周围环境中，就会导致热失控，最终导致电池燃烧爆炸。