分析锂离子电池的安全问题

锂离子电池的安全性

锂离子电池的安全问题，其内涵原因是电池内部热量失控，热量积聚，构成电池内部温度不断上升，其外部性能是燃烧、爆炸等剧烈的能量释放现象。

电池是一种高密度的能量载体，存在固有的不安全因素。能量密度越高，能量剧烈释放的影响越大，安全问题也越大。汽油、天然气、乙炔等高能量载体，也存在同样的问题，每年爆发的安全事故数不胜数。

不同的电化学体系、不同的容量、工艺参数、应用环境和应用程度对锂离子电池的安全性有很大的影响。

由于电池储存能量，在能量释放的过程中，当电池的热损耗和积累速率大于散热速率时，电池内部温度会继续升高。锂离子电池阳极活性高的数据和有机电解液组成、热条件下非常短暂的攻击强烈的化学反应,这种反应会攻击很多热量,甚至导致热失控的重要原因是电池攻击的危险。

锂离子电池内部的热失控现象表明，电池内部的一些化学反应并不是我们所期待的那样可控、有序，而是呈现出不可控、无序的状态，导致能量的快速、剧烈释放。

那么，让我们看看，伴随着大量的热攻击的化学反应会导致热失控。

1.SEI膜分化，电解质放热副反应

锂离子电池在一次循环过程中形成固体电解质膜。我们不期望SEI膜太厚，也不期望它是完全缺席的。合理的SEI膜存在，可以保护负性活性物质，不与电解液发生攻击反应。

但是当电池内部温度达到130℃左右时，SEI膜会发生分化，导致负极完全暴露。电解液会在电极表面出现分化并释放热量，导致电池内部温度的激活和升高。

这是锂离子电池的第一个放热副用途，也是一系列热失控问题的起点。

2.电解液热分异

由于电解液在负极的放热副用途，电池内部温度不断升高，导致LiPF6与电解液中的溶剂进一步热分化。

这次二次反应攻击的温度规划大致在130c到250c之间，在此阶段之后会有大量的热攻击，进一步推高电池内部温度。

3.正电极数据的热微分

随着电池内部温度的进一步升高，活性物质在正电极上的攻击分化，这种反应一般攻击在180℃~500℃之间，并伴随着大量的热和氧的攻击。

活性物质分化出现的热量不同，释放的氧含量也不同。磷酸铁锂阳极数据由于在分化过程中受到的热攻击较少，所以在总的正极信息猜测中，热稳定性是最优的。镍钴锰三元组数据分化会发作较多的热，同时伴有大量的氧释放，发作短暂燃烧或爆破，因此安全性较低。