液态电解质对锂离子电池安全性能的影响因素摘要:锂离子电池的安全安全问题成为近几年以来制约其快速进展的瓶颈。那么要如何才能解决其安全问题呢?本文从影响电池安全性能的因素出发,以液态电解质为例,从优化电解液的组成到使用特别的添加剂等方面论述了液态电解质与电池安全问题的关系。 引言 锂离子电池由于具备能量密度高、输出电压高、循环寿命长、环境污染小等优点,在小型数码电子产品中获得了广泛应用,在电动汽车、航空航天等领域也具备宽阔的应用前景。然而,近几年以来用于手机、数码相机和笔记本电脑中的锂离子电池爆炸伤人事件已经屡见不鲜,锂离子电池的安全问题引起人们广泛的关注。目前安全问题已成为制约锂离子电池向大型化、高能化方向进展的瓶颈。 一、引起锂离子电池安全问题的主要原因1、电池系统的安全问题。锂离子电池作为一个系统,其安全问题主要源于滥用情况下热失控的发生。电池系统的热失控即为系统产生的热量大于释放的热量而导致热量积累,温度快速升高的过程。锂离子电池发生热失控,主要是由电极和电解液间的化学反应引起的。2、易燃的电解质。锂离子电池具备较高的能量密度,在于其较高的输出电压。在通常的正负极材料的工作电位下,水溶液难以稳定使用,所以锂离子电池电解液使用有机溶剂。而有机溶剂通常极易燃烧,尤其是电解液中的线型碳酸酯具备较高的蒸气压和较低的闪点,使锂离子电池在安全性上背上了沉重的负担。3、电池材料的热稳定性。锂离子电池安全性能的另一个更重要的方面即是其热稳定性。在一些滥用状态下,如高温、过充电、针刺穿透以及挤压等情况下,导致电极和有机电解液的强烈相互作用,如有机电解液的剧烈氧化、还原或正极分解产生的氧气进一步与有机电解液反应等,这些反应产生的大量热量如不能及时散失到周围环境中,必将导致热失控的产生,最终导致电池的燃烧、爆炸。 二、改善电池安全性能的途径 电池安全性能的改善主要途径有:1、使电池系统更稳定,以避开热失控的发生;2、使用更安全的电解液体系,即使热失控发生,也不会因为易燃电解质存在而导致电池燃烧或者爆炸。 三、液态锂离子电池电解质 电解液作为锂离子电池的血液,是电池的主要组成成分之一,电解液的性质直接决定了电池的性能,在电池中起传递锂离子的作用。对电池的容量、工作温度范围、循环性能及安全性能都有重要的作用。3.1、电解质对锂离子电池安全问题的影响 电解液对锂离子电池的安全问题的影响分为多种...