分析锂离子动力电池面对的安全性问题

2016年7月16日，中科院物理所研究员黄学杰博士在2016中国新能源汽车高峰论坛上就“锂离子动力电池安全性问题”做了主题演讲，内容如下：

今天，我想讨论安全性的问题，电池里面大家都知道有正负极、有电解液，在电解液跟正负极跟固体电解层，我想说电池为什么会爆炸，什么样的情况下会出问题。

仔细看的话，电池的负极是什么碳排放，正极是氧化物或者是磷酸盐，电解液是有机的溶剂，负极是碳材料属于易燃材料，电解液是易燃材料，电池充电就更危险了，电池里面绝大部分，包括膈膜都是可燃物质。到负极储存以后电解液更难，这里面就是说还原性的东西，可燃性的东西很多，因为里面有太多可燃的东西了，这是化学电池的特点。这个里面有还原剂，没有氧化剂，只有灭火也是这个道理，空气隔绝时你这个烧不起来，如果有了氧化剂以后，在做出电池之前，这些材料本身并不是氧化剂，因为这些材料还原状态的。充了电以后就不一样了，变成高价钴会释放燃气。氧化剂、还原剂同时存在一种现象，我们的电池，充完电以后加热到100度非炸不可，氧化剂在高温下发生作用。从这一点来讲的话，要让你汽车爆炸威力减小下来，要做的事情是什么?尽可能减少里面的还原剂的量，提升的话，里面的正极稳定性，在一定范围内不要变成氧化剂，这种情况下才能避免电池出现热池混，氧化剂和还原剂装在盒子里面，混合以后就会触发点。第一步就是泄气，然后是破裂，空气进去了，如果你的电池箱里面没有灭火剂，更多火就起来了。

所以这种情况下就知道，对目前电池来讲的话，不同体系的电池，充完电以后跟易燃氧化物在一个盒子里面。不是说危险就不用，汽油也很危险，分析里面原因是什么?从三个方面解释，材料的选择影响电池的安全性，电池内部结构选择影响电池安全性，第三个是分享。

材料还是讲了一点，这里面的材料，我指的是充完电以后的正极材料跟电解液放在一起，你就会发现如果这是NSN很快就干掉了，这不是一个大的电池，只是把电池里面充完电正极材料做点实验。NSM这是111，如果变成811的话NSM又不一样。材料本身是有区别的，在没有很好的鉴定情况下，要上大车踩个刹车是有必要的。

所以说这里面的话，刚才已经讲了NSM在100多度时候就会出现残氧化性，因为结构分析可以看到，加热100多度就会发生善辩，发生高氧化系统分子氧，从膈膜到电解液，都是可燃物质就会着起来。负极跟电解液的话，碰到空气就着了。