如何解決大容量鋰離子電池的安全性問題

鋰離子電池的安全性問題，并不是外圍問題，而是一個基于材料技術的本質(zhì)問題。在材料技術上取得突破：

1、選擇安全的正極材料，目前的正極有鈷酸鋰和錳酸鋰兩種量產(chǎn)的材料產(chǎn)品。鈷酸鋰在小電芯方面是很成熟的體系，由于鈷酸鋰在分子結構方面（LiCo）的特點：充滿電后，仍舊有大量的鋰離子留在正極，當過充時，殘留在正極的鋰離子將會涌向負極，在負極上形成枝晶是采用鈷酸鋰材料的電池過充時必然的結果，甚至在正常充放電過程中，也有可能會有多余的鋰離子游離到負極形成枝晶。所以手機電池頻頻發(fā)生爆炸事件，一方面是由于保護電路失效，但更重要的是在材料方面并沒有根本的解決問題。同時鈷酸鋰的氧化性強，在175度時就會分解，殼體泄漏，與空氣接觸，發(fā)生燃燒、爆炸。

2、選擇錳酸鋰材料，在分子結構方面保證了在滿電狀態(tài)，正極的鋰離子已經(jīng)完全嵌入到負極炭孔中，從根本上防止了枝晶的出現(xiàn)。同時錳酸鋰穩(wěn)固的結構，使其氧化性能遠遠低于鈷酸鋰，分解溫度超過鈷酸鋰100度，即使由于外力發(fā)生內(nèi)部短路（針刺），外部短路，過充電時，也完全能夠防止了由于析出金屬鋰引發(fā)燃燒、爆炸的危險。

3、選擇熱關閉性能好的隔膜，隔膜的用途是在隔離電池正負極的同時，允許鋰離子的通過。當溫度升高時，在隔膜熔化前進行關閉，從而使內(nèi)阻上升至2000歐姆，讓內(nèi)部反應停止下來。

4、防爆閥：當內(nèi)部壓力或溫度達到預置的標準時，防爆閥將打開，開始進行卸壓，以防止內(nèi)部氣體積累過多，發(fā)生形變，最終導致殼體爆裂。

5、保護電路：通常保護電路需起到防止過充電，過放電，超大電流的用途。重要原理是通過測量每一只電芯的電壓和總電流，控制開關電路進行整個回路的關斷，在電路的設計上并沒有過高的難度。但保護電路的設計是否合理，可靠性是否足夠高，是考驗生產(chǎn)廠商的能力。保護電路是基于大約數(shù)十個個電阻、電容，開關MOS管等電子元器件組成的pCB電路，各個元器件都存在失效的可能性。失效的保護電路會出現(xiàn)開路或?qū)▋煞N狀態(tài)，當開路時會導致用戶不能使用電池組，而導通的狀態(tài)將會考驗電芯抗過充的能力。