锂离子电池高温形成的原因是什么？

锂离子电池自问世以来，获得了快速发展，目前在新能源汽车和数码电子产品中占据着绝对主导地位。随着社会的发展，用户对锂离子电池的容量、充电速度、安全性能等方面也提出更高要求。锂离子电池对温度极其敏感，低温会导致无法工作，高温更是致命的伤害。此文要探讨的即是锂离子电池高温病形成的原因、带来的影响以及业界探索出的可能的解决方法。

从微观看锂离子电池的胀气/高温/爆炸

锂离子电池的充放电是一个化学反应过程，在平静的表面下，锂离子在正负极间来回奔走。锂离子电池充电时，正极的锂原子会丧失电子，氧化为锂离子，锂离子经由电解液进入负极，并获得一个电子，还原为锂原子。放电时，过程则相反。此外，为了防止电池的正负极直接碰触而短路，电池采用有细孔的隔膜，将正负极隔离。

锂离子电池的胀气、高温、爆炸等问题，通常与过充、过放以及大电流有关，三者会对电池造成损害。当过充发生时，正极材料内剩下的锂原子数量过少，导致电池容量形成永久性下降。在负极端，锂原子饱和之后，再充电会使锂金属堆积在负极材料表面，形成树枝状结晶。久之，锂枝晶会穿破隔膜，造成正负极短路。过充时，电解液等材料往往会裂解出现气体，造成电池外壳或压力阀鼓胀破裂，氧气堆积在负极表面的锂原子反应，导致爆炸。同样，过放时，也会对材料造成损害。

此外，电流过大时，锂离子来不及进入材料内部，会聚集在材料表面，这些锂离子获得电子后，会在材料表面出现锂原子结晶，由于锂是化学周期表上最活泼的金属，锂原子易与氧气发生氧化反应而爆炸。

新型耐高温隔膜有望商业化

电池隔膜重要的功能是分隔锂离子电池中的正负极板，防止正负极板直接接触出现短路，因此，隔膜的性能对锂离子电池安全有较大影响。一般而言，考察隔膜性能的参数有如下几点：1.厚度2.透气率3.浸润度4.化学稳定性5.孔径及分布6.穿刺强度7.热稳定性8.闭孔温度、破膜温度9.孔隙率。业内对隔膜的研究，也多从这些方面去提高。

目前，市场上大规模应用的锂离子电池隔膜重要是聚烯烃类有机隔膜，这种隔膜生产成本低、力学性能和电化学稳定性均较好，但孔隙率偏低，对电解液的润湿性和热稳定性都较差，可能导致电池短路，严重时可引发火灾或爆炸等事故。