【導(dǎo)讀】時(shí)代在進(jìn)步，技術(shù)也隨之在進(jìn)步。鋰離子電池現(xiàn)在已經(jīng)是我們生活中必不可少的物品，我們的手機(jī)，平板等。多數(shù)都是采用鋰離子電池來(lái)供電。待機(jī)時(shí)間也是越來(lái)越長(zhǎng)。那么，鋰離子電池現(xiàn)在發(fā)展到了什么樣子呢？關(guān)于電池的保護(hù)又是怎樣做的呢？
鋰離子電池安全設(shè)計(jì)制造、PTC限流裝置、壓力安全閥、熱封閉隔膜及提高電池材料的熱穩(wěn)定性等常規(guī)方法，有其局限性，只能在一定程度上降低電池不安全行為的發(fā)生概率。要根本解決，需要研究防短路、防過(guò)充、防熱失控、防燃燒及不燃性電解液的新技術(shù)，建立電池自激發(fā)安全保護(hù)機(jī)制。
1.防止電池內(nèi)部短路，陶瓷隔膜和負(fù)極熱阻層等保護(hù)涂層。
2.防過(guò)充技術(shù)。
①氧化還原電對(duì)添加劑。在電解液中加入一種氧化還原電對(duì)O/R，當(dāng)電池過(guò)充時(shí)，R在正極上氧化成O,隨之O擴(kuò)散至負(fù)極又還原成R。如此內(nèi)部循環(huán)，使充電電勢(shì)鉗制在安全值，抑制電解液分解及其他電極反應(yīng)發(fā)生。
二甲氧基苯衍生物具有穩(wěn)定的電壓鉗制能力，但因溶解度低，鉗制能力小于0.5C；電池自放電大。還需在Shuttle分子結(jié)構(gòu)方面進(jìn)一步研究。
可逆過(guò)充保護(hù)不僅能解決電池的過(guò)充電問(wèn)題，且有利于電池組中單體電池的容量平衡，降低對(duì)電池一致性的要求，還能延長(zhǎng)電池使用壽命。
②電壓敏感隔膜。在隔膜部分微孔中填充一種電活性聚合物，在正常充放電電壓區(qū)間，隔膜呈絕緣態(tài)，只允許離子傳導(dǎo)；當(dāng)充電電壓達(dá)到控制值時(shí)，聚合物被氧化摻雜成為電子導(dǎo)電態(tài)，在正負(fù)極間形成聚合物導(dǎo)電橋，使充電電流旁路，可避免電池過(guò)充。
3.防止熱失控的技術(shù)。
①溫度敏感電極（PTC電極）。PTC材料在常溫下，分散于聚合物基質(zhì)中的導(dǎo)電炭黑接觸良好，可形成良好的電子傳輸通道，復(fù)合材料有較高的電子導(dǎo)電性；當(dāng)溫度上升至復(fù)合物的居里轉(zhuǎn)化溫度時(shí)，聚合物基質(zhì)膨脹，導(dǎo)電炭黑脫離接觸，復(fù)合物電導(dǎo)急劇下降。
高溫下，鑲嵌在PTC電極集流體和電極活性物涂層之間的PTC涂層電阻急劇增大，可切斷電流傳輸，終止電池反應(yīng)，防止電池因熱失控引發(fā)的安全問(wèn)題。
例如，PTC鈷酸鋰（LiCoO2）電極，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在80~120℃高溫下，表現(xiàn)出良好的自激發(fā)熱阻斷效果，能防止電池因過(guò)充和外部短路引發(fā)的安全問(wèn)題。
但PTC電極對(duì)內(nèi)部短路無(wú)能為力。另外，聚合物PTC材料的溫度響應(yīng)特性還有待進(jìn)一步優(yōu)化。
②熱封閉電極。在電極或隔膜表面修飾一層納米球狀熱熔性材料。常溫下，球狀顆粒的堆積形成多孔，不影響離子的液相傳輸；當(dāng)溫度升高至球體材料的融化溫度時(shí)，球體融化成致密膜，切斷離子傳輸，可終止電池反應(yīng)。
③熱固化電池。在電解液中加入一種可以發(fā)生熱聚合的單體。當(dāng)溫度升高時(shí)發(fā)生聚合，使電解液固化，切斷離子傳輸，使電池反應(yīng)終止。例如，實(shí)驗(yàn)表明，BMI電解液添加劑對(duì)電池充放電基本沒(méi)有影響，高溫下，BMI可抑制電池充放電。
4.防止電池燃燒的不燃性電解液。有機(jī)磷酸酯具有高阻燃、對(duì)電解質(zhì)鹽較強(qiáng)溶解能力的特性。例如，DMMP（二甲氧基甲基磷酸酯）：低粘度（cP~1.75,25℃），低熔點(diǎn)、高沸點(diǎn)（-50~181℃），強(qiáng)阻燃（P-content：25%），鋰鹽溶解度高。
不過(guò)，阻燃溶劑在應(yīng)用中存在下述問(wèn)題：與負(fù)極匹配性較差，電池充放電庫(kù)倫效率低。因此，需要尋找匹配的成膜添加劑。
動(dòng)力鋰離子電池商用化中應(yīng)注意的安全問(wèn)題
對(duì)動(dòng)力鋰離子電池的安全性，首先，由于正極材料的熱分解只是熱失控反應(yīng)的一部分，因此從理論上看，磷酸鐵鋰電池并非絕對(duì)安全，大容量電池裝車(chē)時(shí)要慎重。
其次，由于電池檢測(cè)的概率，通過(guò)安全性檢測(cè)的動(dòng)力電池不能證明是絕對(duì)安全的。嚴(yán)格起見(jiàn)，應(yīng)檢測(cè)全充放循環(huán)一定周次后的電池；經(jīng)歷低溫充電后的電池；對(duì)電池模塊和電池組進(jìn)行安全測(cè)試。
還有，在電池使用過(guò)程中，整車(chē)廠(chǎng)商盡可能將動(dòng)力鋰離子電池的環(huán)境溫度控制在20~45℃范圍，這樣既能有效提高電池使用壽命和可靠性，還能避免低溫析鋰造成的短路和高溫?zé)崾Э貑?wèn)題。
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