鉅大LARGE | 點擊量：758次 | 2021年04月09日
最常使用的鋰離子電池 安全隱患大不大呢？
鋰離子電池在各種數(shù)碼電子產品中都有，作為一種充電電池，比起傳統(tǒng)的水溶液二次電池，鋰離子電池比能量高、壽命長以及污染小等特點使得它得到廣泛的應用。但是，這些特點也成為了鋰離子電池的致命傷，特別是比能量高。那么鋰離子電池都有什么安全隱患呢？
針刺、短路、擠壓
當鋰離子電池出現(xiàn)短路、針刺或擠壓的時候，會導致內部隔膜破裂從而引發(fā)溫度突然爆炸式升高，最終出現(xiàn)爆炸的情況，特別是安全性能差的鋰離子電池，這個時間將會更加短，一般5秒左右就會爆炸。
熱沖擊
所謂的熱沖擊就是環(huán)境溫度突然升高的現(xiàn)象，假如溫度較高，那么會導致鋰離子電池負極表面SEI膜出現(xiàn)分解，從而引發(fā)放熱反映，電池散熱假如不好，那么內部溫度就會迅速升高，從而出現(xiàn)爆燃現(xiàn)象。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
過充
假如對鋰離子電池進行過充，那么多余的電能會轉化為熱能，因此導致電池本體溫度升高出現(xiàn)損壞的情況。往往這個問題會出現(xiàn)在一些沒有過充保護的充電器或電子產品上。
廠商的安全措施
鋰離子電池有這么多問題，自然是要有足夠的安全措施才行的。廠商一般會采用常見的三種安全手段，一是熱封閉隔膜，當出現(xiàn)針刺或擠壓的時候，能夠保證隔膜迅速黏連，阻止內部的化學反應。二是隨著溫度升高而電阻變大的PTC電阻，當電池出現(xiàn)問題時，電阻變大，從而減小電流，保障電池安全，這點類似于保險絲。三是安全閥，假如電池內部氣壓增大，那么安全閥就會爆裂釋放內部壓力從而保證電池不會出現(xiàn)爆炸的情況，一般圓柱形電池的正極都有安全閥。
雖然廠商對鋰離子電池使用了一些安全手段來保證電池的安全，但是當我們在使用的時候也是要特別注意才行，關于可更換電池的設備，盡量使用原裝電池，同時充電時要保持通風散熱，特別是手機，最好別放在床上充電，以免積熱導致電池爆炸。在未來一段很長的時間內，鋰離子電池依然是主流選擇，而加強電池的安全性，也是目前多數(shù)廠商的努力方向，相信在不久后，鋰離子電池變得更加安全。從科學層面而言，鋰離子電池爆炸的原因通常是電極表面鋰沉積不均勻導致枝晶（dendrites）生長，使得電池的充放電效率降低，甚至電池內部出現(xiàn)短路，從而引發(fā)電池故障或安全隱患?？茖W家們都在試圖找到解決方法。日前，我國學者提出采用一種微球（microspheres）結構捕獲鋰，來限制鋰沉積和抑制枝晶生長（dendritegrowth）。
由于枝晶生長受到抑制，所以在經過200多次充放電后，電極仍能保持99%的高電鍍/剝離效率，這不僅有助于延長鋰離子電池的壽命，也可有效提高安全性。
上述研究來自中科院化學研究所分子納米結構與納米技術重點實驗室的研究員郭玉國的研究團隊。該研究已于日前在美國化學學會期刊的《納米快報》（
郭玉國團隊提出的具體方法是，通過微球結構（microsphere）來俘獲鋰，以限制其沉積并抑制枝晶生長。其所制備的微球為碳納米管和多孔二氧化硅保護層的復合材料，實驗證明，這種結構的復合材料關于控制鋰沉積行為是十分有效的。另外，絕緣涂層還可防止電子集中流動并減少形成熱點的可能性。
據(jù)了解，郭少軍課題組通過借鑒自然界中蟻穴結構能夠快速交換空氣的特點，設計出了一種有特殊官能團修飾的二氧化硅為骨架的離子凝膠電解質。這種仿生離子凝膠電解質具有快速傳輸鋰離子的能力，而且能夠在金屬鋰負極表面自發(fā)地形成顆粒富集層，從而有效地抑制鋰枝晶的生長。該成果為利用仿生概念設計高性能的金屬鋰離子電池供應了一種新思路。
