分析鋰離子動(dòng)力電池面對(duì)的安全性問題

2016年7月16日，中科院物理所研究員黃學(xué)杰博士在2016中國(guó)新能源汽車高峰論壇上就“鋰離子動(dòng)力電池安全性問題”做了主題演講，內(nèi)容如下：

今天，我想討論安全性的問題，電池里面大家都知道有正負(fù)極、有電解液，在電解液跟正負(fù)極跟固體電解層，我想說電池為什么會(huì)爆炸，什么樣的情況下會(huì)出問題。

仔細(xì)看的話，電池的負(fù)極是什么碳排放，正極是氧化物或者是磷酸鹽，電解液是有機(jī)的溶劑，負(fù)極是碳材料屬于易燃材料，電解液是易燃材料，電池充電就更危險(xiǎn)了，電池里面絕大部分，包括膈膜都是可燃物質(zhì)。到負(fù)極儲(chǔ)存以后電解液更難，這里面就是說還原性的東西，可燃性的東西很多，因?yàn)槔锩嬗刑嗫扇嫉臇|西了，這是化學(xué)電池的特點(diǎn)。這個(gè)里面有還原劑，沒有氧化劑，只有滅火也是這個(gè)道理，空氣隔絕時(shí)你這個(gè)燒不起來，如果有了氧化劑以后，在做出電池之前，這些材料本身并不是氧化劑，因?yàn)檫@些材料還原狀態(tài)的。充了電以后就不一樣了，變成高價(jià)鈷會(huì)釋放燃?xì)?。氧化劑、還原劑同時(shí)存在一種現(xiàn)象，我們的電池，充完電以后加熱到100度非炸不可，氧化劑在高溫下發(fā)生作用。從這一點(diǎn)來講的話，要讓你汽車爆炸威力減小下來，要做的事情是什么?盡可能減少里面的還原劑的量，提升的話，里面的正極穩(wěn)定性，在一定范圍內(nèi)不要變成氧化劑，這種情況下才能避免電池出現(xiàn)熱池混，氧化劑和還原劑裝在盒子里面，混合以后就會(huì)觸發(fā)點(diǎn)。第一步就是泄氣，然后是破裂，空氣進(jìn)去了，如果你的電池箱里面沒有滅火劑，更多火就起來了。

所以這種情況下就知道，對(duì)目前電池來講的話，不同體系的電池，充完電以后跟易燃氧化物在一個(gè)盒子里面。不是說危險(xiǎn)就不用，汽油也很危險(xiǎn)，分析里面原因是什么?從三個(gè)方面解釋，材料的選擇影響電池的安全性，電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)選擇影響電池安全性，第三個(gè)是分享。

材料還是講了一點(diǎn)，這里面的材料，我指的是充完電以后的正極材料跟電解液放在一起，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)如果這是NSN很快就干掉了，這不是一個(gè)大的電池，只是把電池里面充完電正極材料做點(diǎn)實(shí)驗(yàn)。NSM這是111，如果變成811的話NSM又不一樣。材料本身是有區(qū)別的，在沒有很好的鑒定情況下，要上大車踩個(gè)剎車是有必要的。

所以說這里面的話，剛才已經(jīng)講了NSM在100多度時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)殘氧化性，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)分析可以看到，加熱100多度就會(huì)發(fā)生善辯，發(fā)生高氧化系統(tǒng)分子氧，從膈膜到電解液，都是可燃物質(zhì)就會(huì)著起來。負(fù)極跟電解液的話，碰到空氣就著了。