鋰離子電池自問世以來，獲得了快速發(fā)展，目前在新能源汽車和數(shù)碼電子產(chǎn)品中占據(jù)著絕對(duì)主導(dǎo)地位。隨著社會(huì)的發(fā)展，用戶對(duì)鋰離子電池的容量、充電速度、安全性能等方面也提出更高要求。鋰離子電池對(duì)溫度極其敏感，低溫會(huì)導(dǎo)致無法工作，高溫更是致命的傷害。此文要探討的即是鋰離子電池高溫病形成的原因、帶來的影響以及業(yè)界探索出的可能的解決方法。

從微觀看鋰離子電池的脹氣/高溫/爆炸

鋰離子電池的充放電是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程，在平靜的表面下，鋰離子在正負(fù)極間來回奔走。鋰離子電池充電時(shí)，正極的鋰原子會(huì)喪失電子，氧化為鋰離子，鋰離子經(jīng)由電解液進(jìn)入負(fù)極，并獲得一個(gè)電子，還原為鋰原子。放電時(shí)，過程則相反。此外，為了防止電池的正負(fù)極直接碰觸而短路，電池采用有細(xì)孔的隔膜，將正負(fù)極隔離。

鋰離子電池的脹氣、高溫、爆炸等問題，通常與過充、過放以及大電流有關(guān)，三者會(huì)對(duì)電池造成損害。當(dāng)過充發(fā)生時(shí)，正極材料內(nèi)剩下的鋰原子數(shù)量過少，導(dǎo)致電池容量形成永久性下降。在負(fù)極端，鋰原子飽和之后，再充電會(huì)使鋰金屬堆積在負(fù)極材料表面，形成樹枝狀結(jié)晶。久之，鋰枝晶會(huì)穿破隔膜，造成正負(fù)極短路。過充時(shí)，電解液等材料往往會(huì)裂解出現(xiàn)氣體，造成電池外殼或壓力閥鼓脹破裂，氧氣堆積在負(fù)極表面的鋰原子反應(yīng)，導(dǎo)致爆炸。同樣，過放時(shí)，也會(huì)對(duì)材料造成損害。

此外，電流過大時(shí)，鋰離子來不及進(jìn)入材料內(nèi)部，會(huì)聚集在材料表面，這些鋰離子獲得電子后，會(huì)在材料表面出現(xiàn)鋰原子結(jié)晶，由于鋰是化學(xué)周期表上最活潑的金屬，鋰原子易與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)而爆炸。

新型耐高溫隔膜有望商業(yè)化

電池隔膜重要的功能是分隔鋰離子電池中的正負(fù)極板，防止正負(fù)極板直接接觸出現(xiàn)短路，因此，隔膜的性能對(duì)鋰離子電池安全有較大影響。一般而言，考察隔膜性能的參數(shù)有如下幾點(diǎn)：1.厚度2.透氣率3.浸潤(rùn)度4.化學(xué)穩(wěn)定性5.孔徑及分布6.穿刺強(qiáng)度7.熱穩(wěn)定性8.閉孔溫度、破膜溫度9.孔隙率。業(yè)內(nèi)對(duì)隔膜的研究，也多從這些方面去提高。

目前，市場(chǎng)上大規(guī)模應(yīng)用的鋰離子電池隔膜重要是聚烯烴類有機(jī)隔膜，這種隔膜生產(chǎn)成本低、力學(xué)性能和電化學(xué)穩(wěn)定性均較好，但孔隙率偏低，對(duì)電解液的潤(rùn)濕性和熱穩(wěn)定性都較差，可能導(dǎo)致電池短路，嚴(yán)重時(shí)可引發(fā)火災(zāi)或爆炸等事故。