分析电极热稳定性对锂电池安全性的影响

电极热稳定性对锂离子电池安全性的影响

正极材料和电解液的流体被认为是热失控的重要原因,提高正极材料的热稳定性尤为重要行业中阳极材料的发展也更多的关注,除了它的价格较高,利润更大的原因,电池安全的重要地位以及关注的一个重要原因。与阴极材料相同，阳极材料的本质特性决定了其安全特性。LiFePO4是一种多阴离子结构，氧原子非常稳定，不易被热量释放，不会引起电解液剧烈反应或燃烧。其他过渡金属氧化物阴极材料，加热或过充时容易释放氧气，安全性差。过渡金属氧化物中，LiMn2O4以-MnO2的形式存在于充电态。由于其良好的热稳定性，这种阴极材料也是相对安全的。此外，通过体相掺杂和表面处理可以提高阴极材料的热稳定性。

一般来说，负极材料的热稳定性取决于材料的结构和带电负极的活性。关于碳材料而言，中间相碳微球(MCMB)等球形碳材料比表面积较低，充放电平台比片状石墨高，因此其充电态活性较小，热稳定性较好，安全性高。与片状石墨相比，尖晶石Li4Ti5O12具有更好的结构稳定性和更高的充放电平台，因此具有更好的热稳定性和更高的安全性。因此，MCMB或Li4Ti5O12往往代替普通石墨作为电源电池的负极，对安全要求较高。一般来说，除了负极材料的热稳定性外，关于同样的材料，尤其是石墨，更关注的是固体电解质界面膜(SEI)在负极与电解质界面处的热稳定性，一般认为这是热失控的第一步。提高SEI膜的热稳定性有两种方法:一是覆盖阴极材料表面，如在石墨表面覆盖非晶碳或金属层;另一种是向电解液中添加成膜添加剂。在电池活化过程中，它们在电极材料表面形成具有较高稳定性的SEI膜，这有利于更好的热稳定性。

锂离子电池的安全问题是由不安全的电解液直接引起的，但其根本原因是电池本身稳定性低和热失控的出现。和发生热失控的除了电解液的热稳定性,电极材料的热稳定性是最重要的原因之一,因此提高电极材料的热稳定性是提高电池的重要环节的安全,但这里的电极材料及其热稳定性,热稳定性也应与电解质材料包括其热稳定性。