鋰離子動力電池安全技術的進展
電池安全設計制造、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定性等常規方法，有其局限性，只能在一定程度上降低電池不安全行為的發生概率。艾新平強調:要根本解決，需要研究防短路、防過充、防熱失控、防燃燒及不燃性電解液的新技術，建立電池自激發安全保護機制。
1.防止電池內部短路。陶瓷隔膜和負極熱阻層等保護涂層。
2.防過充技術。
①氧化還原電對添加劑。在電解液中加入一種氧化還原電對O/R，當電池過充時，R在正極上氧化成O,隨之O擴散至負極又還原成R。如此內部循環，使充電電勢鉗制在安全值，抑制電解液分解及其他電極反應發生。
二甲氧基苯衍生物具有穩定的電壓鉗制能力，但因溶解度低，鉗制能力小于0.5C;電池自放電大。還需在Shuttle分子結構方面進一步研究。
可逆過充保護不僅能解決電池的過充電問題，且有利于電池組中單體電池的容量平衡，降低對電池一致性的要求，還能延長電池使用壽命。
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間，隔膜呈絕緣態，只允許離子傳導;當充電電壓達到控制值時，聚合物被氧化摻雜成為電子導電態，在正負極間形成聚合物導電橋，使充電電流旁路，可避免電池過充。
3.防止熱失控的技術。
①溫度敏感電極(PTC電極)。PTC材料在常溫下，分散于聚合物基質中的導電炭黑接觸良好，可形成良好的電子傳輸通道，有較高的電子導電性;當溫度上升至復合物的居里轉化溫度時，聚合物基質膨脹，導電炭黑脫離接觸，復合物電導急劇下降。
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，防止電池因熱失控引發的安全問題。
例如，PTC鈷酸鋰(LiCoO2)電極，實驗結果表明，在80~120℃高溫下，表現出良好的自激發熱阻斷效果，能防止電池因過充和外部短路引發的安全問題。
但PTC電極對內部短路無能為力。另外，聚合物PTC材料的溫度響應特性還有待進一步優化。
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;當溫度升高至球體材料的融化溫度時，球體融化成致密膜，切斷離子傳輸，可終止電池反應。
③熱固化電池。在電解液中加入一種可以發生熱聚合的單體。當溫度升高時發生聚合，使電解液固化，切斷離子傳輸，使電池反應終止。例如，實驗表明，BMI電解液添加劑對電池充放電基本沒有影響，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。有機磷酸酯具有高阻燃、對電解質鹽較強溶解能力的特性。例如，DMMP(二甲氧基甲基磷酸酯):低粘度(cP~1.75,25℃)，低熔點、高沸點(-50~181℃)，強阻燃(P-content:25%)，鋰鹽溶解度高。
不過，阻燃溶劑在應用中存在下述問題:與負極匹配性較差，電池充放電庫倫效率低。因此，需要尋找匹配的成膜添加劑。
動力電池商用化中應注意的安全問題
對鋰離子動力電池的安全性，艾新平認為，首先，由于正極材料的熱分解只是熱失控反應的一部分，因此從理論上看，磷酸鐵鋰電池并非絕對安全，大容量電池裝車時要慎重。
其次，由于電池檢測的概率，通過安全性檢測的動力電池不能證明是絕對安全的。嚴格起見，應檢測全充放循環一定周次后的電池;經歷低溫充電后的電池;對電池模塊和電池組進行安全測試。
還有，在電池使用過程中，整車廠商盡可能將動力電池的環境溫度控制在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熱失控問題。(end)
