随着手机、数码产品、电动汽车的普及,锂离子电池在人们生活当中扮演着越来越重要的角色,其安全问题逐渐成为人们关注的焦点之一。近些年,由于电池引发的燃烧爆炸等事故,给锂离子电池的安全性问题再次敲响了警钟。
对于锂离子电池存在的安全隐患,需要从多方面采取安全措施。锂离子电池厂商通常采用常见的三种安全设计:
1热封闭隔膜,当出现针刺或挤压时,能够保证隔膜迅速封闭,阻止内部的化学反应;
2正温度系数(PTC)部件,当电池产热到一定温度时,PTC部件随着温度升高而电阻变大,从而减小电流,保障电池安全,类似于保险丝;
3安全阀,当电池内部气压增大,那么安全阀就会爆裂释放内部压力,从而保证电池不会出现爆炸等极端情况。这些防护手段一般置于锂离子电池电化学体系之外,很难主动、及时感知各种冲击、碰撞、短路、过热等滥用情况,并做出快速反应。
在智能材料的锂离子电池应用方面,主要探讨了能实现可逆多次热响应的智能材料设计,包括PTC复合的锂离子电池正负极、PTC涂层、自修复聚合物及高温下具有离子阻隔效应的功能聚合物和微球等;在新型化学领域,探讨了可逆耐过充添加剂、耐过充锂电池隔膜和阻燃隔膜等,也讨论了能够实现低温环境自加热、枝晶探测和正负极电压分别监控的新型智能结构设计。