鋰電池安（ān）全技術很重要，這（zhè）幾個方麵一定要考慮（lǜ）到！2019-10-26易（yì）達光電下載文件：暫時沒有下載文件
一、 鋰離子電池的危險性
鋰離子電池從其自身的化學特性（xìng）和體係組成上，決（jué）定了其是一種具有潛在危險的化學（xué）電源。 1 化學活性高 鋰是元素周期表第二周期第I主族元素，具（jù）有極活（huó）潑的化學性（xìng）質。 2 能量密度高 鋰離子電池比能量極高（≥140Wh/kg），是鎳鎘、鎳氫等二次（cì）電池（chí）的數倍，若發生熱失控反應，就會放出很高的熱量容易導致不安全行為的發生。 3 采用有機電解質體係 有機電解質體係的有機溶劑是（shì）碳氫化合物，分（fèn）解電壓較低，易發生氧化（huà），並且溶劑易燃；若出現泄漏等（děng）情況，則（zé）會引起電池著火，甚至燃燒、爆炸（zhà）。 4 副反應概率大 鋰離子電池在正常使用（yòng）的過程中，其內部進行電能與化學能相互轉化（huà）的化學正反應。但在某些條件下，如對其過（guò）充電、過放電或過電流工作時，就很容易會（huì）導致電池（chí）內部發（fā）生化學副（fù）反（fǎn）應；該副反應加劇後，會嚴重影響電（diàn）池的性（xìng）能與使用壽命（mìng），並可能產生大量的氣體，使電池（chí）內部（bù）的壓力迅速增大後爆炸起火而導致安全問題。 5 電（diàn）極材料的結（jié）構不穩定（dìng） 鋰離子（zǐ）電池過充電反應（yīng）會使正極材料的結構發生變（biàn）化而使（shǐ）材（cái）料具有很強的氧化作用，使電解液中的溶劑發生強烈（liè）的氧化；並且這種作用（yòng）是不（bú）可逆的，反應引發的（de）熱量如果（guǒ）積累則會存在引發熱（rè）失控 的危險。 二、鋰離子電池產品安全問題原因分析 鋰離子電（diàn）池產品經過30年的產業化發展，安全技術取得了長足的進步，有效地控製了電池內副反應的發生，保證了電池的安全性。但是（shì），隨著（zhe）鋰離子電池（chí）的使用越來越廣泛，能量密度越來越高，近年來（lái）還是（shì）屢屢發生爆炸傷人或因（yīn）安全隱患（huàn）召（zhào）回產品等事件。我們總結造（zào）成鋰離子電池產品安（ān）全問題的原因主要有以下幾點（diǎn）： 1 電芯材料問題（tí） 電芯所用（yòng）的材料包括：正極活（huó）性物質、負極活性物質、隔膜（mó）、電解質和（hé）外殼等，材料的選用和所組成（chéng）體係的匹配決定著電（diàn）芯的安全性能。在選用（yòng）正、負極活性（xìng）材料和隔膜材料時，廠家沒有對原材料特性和匹配（pèi）性進行一定的考核，造成了電芯安全性的先天（tiān）不足。 2 生產工藝問題 電芯原材料檢測不嚴，生產環境差（chà），導致生產中混（hún）入雜質，不僅對（duì）電池的容量有較大的不利，對電池的安（ān）全（quán）性也有很大的影響；另外，電（diàn）解液中如果混入了過多（duō）的水分， 可能就會發生（shēng）副反應而增大電池內壓，對安全（quán）造成影響；由於生產工藝水平的限製， 在電芯的生（shēng）產過程中，產品無法達到良好的一致（zhì）性，比如電極基體平整度差、電極活性材料出現脫落、活性材料中混入其它雜質、極耳焊（hàn）接不牢、焊接（jiē）溫度不穩定（dìng）、極片邊緣有毛刺以及關鍵部 位無使（shǐ）用絕緣膠帶等問題，都可能會對電芯（xīn）的安全 性帶來不利的影響。 3 電芯設計缺陷，安全性能降低 在結構設計上，許多對安全有影響的關鍵點（diǎn）沒有被廠家重視，如關鍵部位（wèi）沒有絕緣膠帶，隔膜設計沒有留有餘量或（huò）餘量不足，正負極容量比（bǐ）設計不合理，正負極活性物質麵積比設計不合（hé）理，極耳長（zhǎng）度設計不合理等，這些都可能對電池的安（ān）全性埋下隱患。另外在電（diàn）芯的生（shēng）產過程中（zhōng），一些電芯生產廠家為了節省成本和提高性能，盡量節（jiē）省和壓縮原材（cái）料，如減（jiǎn）少隔膜麵積、減薄銅箔、鋁箔以及不（bú）使用泄壓閥、不使用絕緣膠帶等（děng），這些都會降低電池的安全性。 4 能量密度過高 目前（qián）市場上都在（zài）追求更高容量的電池產品，廠家為了增加產（chǎn）品競爭力，不斷提高鋰（lǐ）離子電池的體積比能量（liàng），這（zhè）在很大程度上（shàng）增加了電池的危險（xiǎn）性。 三、安全技術 雖然鋰離子電池具有諸多危險隱患，但是在特定的使用條件下，以（yǐ）及采用一定的措施是可以有效地控製電（diàn）芯內副反應和劇烈（liè）反應的發生，保證其（qí）使用安全的（de）。下麵就（jiù）簡單介（jiè）紹幾種鋰離子電池常用的安全技（jì）術。 1 選用安全係數更高（gāo）的（de）原材料 選用（yòng）安全係數更高的正負極活性材料、隔膜材（cái）料（liào）和電解液。 a）正極材料（liào）的（de）選擇 正極材料的安全性主要（yào）基於以下3個方麵（miàn）： 1 材料的熱力學穩定性； 2 材料的化學穩定性； 3 材（cái）料的物理性能。 b）隔膜材料的選擇 隔膜的（de）主要作用是將電池的正、負極分隔開，防止正負極接觸而短路，同時具有使電解質離子通過的能力，即具有電子絕緣性和離子導通性。鋰離子電池選用隔膜時應注意以下幾（jǐ）點： 1 具有電子絕緣性，保證正負（fù）極的機械隔（gé）離； 2 有一定（dìng）的孔徑（jìng）和孔隙率，保（bǎo）證低的電阻和（hé）高的離子電導率； 3 隔（gé）膜材料具有足夠的化學穩定性，必須耐電解液腐蝕（shí）； 4 隔膜（mó）要有自動關（guān）斷保護的功（gōng）能 ； 5 隔膜的熱收（shōu）縮率和變形性要盡可能地小（xiǎo）； 6 隔膜要具有（yǒu）一定的厚（hòu）度； 7 隔膜要具有較強的物理強（qiáng）度並有足夠（gòu）大的抗穿刺（cì）的能力。 c）電（diàn）解液的選擇 電解液是鋰離子（zǐ）電池（chí）的重要組成部分，在電池正負極之間起（qǐ）著輸送和傳導電（diàn）流的作用。鋰離（lí）子電池使用電解液是以適當的（de）鋰鹽溶解在有機非質子混（hún）合溶劑中而形成的電解質溶液。它通常應滿足以下幾方麵（miàn）的要求： 1 化學穩定性好， 與電極活性物質（zhì）、集流體和隔膜不發（fā）生化（huà）學反應； 2 電化學穩定性好，具有較寬的電化學窗口（kǒu）； 3 鋰離子電（diàn）導（dǎo）率高，電（diàn）子電導率低； 4 液態溫度範圍寬； 5 安（ān）全無毒，對環境友好。 2 加強電芯整體安全性設計 電（diàn）芯是將電池各種物（wù）質（zhì）組合起來的紐帶，是正極、負極（jí）、隔膜、極耳和包裝膜等係（xì）統之集成，電芯結構設計，不（bú）單影響到各種材料性能的發揮，還對電池的整體電化學（xué）性能、安全性能產生重要的影響。材料的選擇與電芯結構設計正是一種局部與整體的關係，在電芯設計上，應該結（jié）合材料特性來製定合理的結（jié）構模式。 另外，在鋰電（diàn）池結構上還可以考慮一些額（é）外的保（bǎo）護（hù）裝置，常見的保護機構設計有以下幾種： 1 采用開關元件，當電池內的溫度上升時，它的阻值隨之上（shàng）升，當溫度過高時，會自動停止供電； 2 設置安（ān）全閥（就是電（diàn）池頂部的放氣孔），電池內部壓（yā）力上升到一定的數值時，安全（quán）閥自動打開，保證電池的使用安全性。 下麵對電芯結構的安全設計提出一些實例： a） 正負極容量比和設計大小片 根據正負極材料的特性來（lái）選擇合適的正負極容量（liàng）比，電芯的正負（fù）極容量（liàng）的配比是關係到鋰離子電池安（ān）全性的重（chóng）要（yào）環節，正極容量過大將會出現金（jīn）屬鋰在負極表麵沉積， 而負極過大電池（chí）的容量會有較大的損失。一般而言，N/P=1.05～1.15，並根據實際的電池容（róng）量和安全性要求進行適當的選擇。設計大小片，使負極膏體（活性物質） 位（wèi）置包住（大於（yú））正（zhèng）極（jí）膏體位置，一般寬（kuān）度應大1～5 mm，長度應大5～10 mm。 b） 隔膜寬度（dù）留（liú）有餘量 隔膜寬度設計的總體原則是防止（zhǐ）正負極（jí）片（piàn）直接接觸而發生內部（bù）短路，由於電池在充放電過程中和熱衝擊等環（huán）境下，隔膜的熱收縮性導致隔膜在長度和寬度方向上發生變形，隔膜褶皺的區域由於正負極（jí）間的距離增大，致使極化增大；隔膜拉伸的區域由（yóu）於隔膜變薄而使微短路的可（kě）能性加大；隔膜邊緣區域（yù）的收縮則可能導致正負極直接接觸而發生內短路，這些（xiē）都會使電池因（yīn）熱失控而發生危險。因此，在設（shè）計電（diàn）池時，在隔膜的麵（miàn）積和寬度的使用上必須考慮其收縮特性，隔離膜要比陽（yáng）極、陰極大。考慮在（zài）工藝誤差外，隔離膜必須比極片外邊長至少0.1mm。 c） 絕緣處理 內短路是鋰離子電池存（cún）在安全性隱患的重要因素，在電芯的結構設計中存在很多引發內短路的潛 在危險（xiǎn）部位，因此應該在（zài）這些關鍵（jiàn）位置設置必要的措施或者絕緣，以防止在異常情況下發生電池（chí）內短路（lù），比如：正負極耳間保持必要的間距；收尾單麵中間無膏體位需貼絕緣膠帶，並將裸露部分全部包住；正極鋁箔和負極活性物質之間貼（tiē）絕緣膠帶；應用絕緣膠帶將極耳焊接部分全部包住；電芯頂部采用（yòng）絕緣膠帶等。 d） 設置安全閥 （泄壓裝置（zhì）） 鋰離子電（diàn）池發生危險（xiǎn），常常是因為內部溫度過高或壓力過大（dà）而引（yǐn）發爆炸、起火；設置合理的泄壓裝置，能在危險發生時迅速釋（shì）放電池內部的壓力和熱量，減少爆炸危險。合（hé）理（lǐ）的泄壓裝置要求既能滿（mǎn）足電池正常工作時的內壓（yā）又能在內壓達到危險極限的時候自動打開而泄放壓力，泄壓裝置的設置位置 需要考慮電池外殼因內壓增大所產生形變的特性來設計；安全閥的設計可以通過薄片（piàn）、邊緣、接縫和刻痕等來實現（xiàn）。 3 提高（gāo）工藝水平 努力做好電芯生產過（guò）程中的標準化和規範化。在混料、塗布、烘烤、壓實、分切和卷繞等步驟中，製定（dìng）標準化（如隔（gé）膜寬度、電解液注液量（liàng）等），改進工藝（yì）手段（如低（dī）氣壓注液法、離心裝殼法等），做好工（gōng）藝控製，保證工藝質量，縮小產品間的差異（yì）；在對安全有影響到關鍵步驟設置特殊（shū）工步（如去極片毛刺、掃粉、對不同的（de）材料采用不同的焊接方法等），實施標準化質量監（jiān）控，消除缺陷部（bù）位，排（pái）除有缺陷產品（如極片變形、隔膜刺破、活性材（cái）料脫落和電解液泄漏等）；保持生產場所的整（zhěng）潔（jié）、清潔， 實施5S管理和6-sigma質量（liàng）控製，防止生產（chǎn）中混入雜質和水分，盡（jìn）量減少生產中的意外情況對安全性的影響。
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