锂电池安全分析及预防

从安全事故发生到地方政府立法禁止，仅过去数月。如此快速的举措，反映出整个社会对锂电池安全的担忧。

清华大学-核能与新能源技术研究院的研究人员将锂电池安全性失效的原因归纳为如下 6 类：

锂离子电池安全事故大多以热失控方式发生，其基本特征是：大多由最初的内短路产生热量，由于电池的导热性较差，热量积累推高电池的温度，当温度升高至引发电池内部的链式化学反应时，电池温升将逐渐加速，直至电池内化学反应放热量极大，任何散热手段都无法阻止电池温升，即电池发生热失控。

在《锂离子电池正极材料的质量管理》中指出，锂离子电池的性能与正极材料的质量息息相关，当正极材料中存在铁（Fe）、铜（Cu）、铬（Cr）、镍（Ni）、锌（Zn）、银（Ag）等金属杂质时，这些金属会先在正极氧化再到负极还原，当负极处的金属单质累积到一定程度，其沉积金属坚硬的棱角就会刺穿隔膜，造成电池自放电。

负极析锂也被认为是引发锂离子电池安全性的可能原因。在大倍率充电、低温充电，或者是电池制造中的涂布偏差等均可能导致负极中析出金属锂，由于金属锂反应活性强、容易反应产热，使得电池内化学反应发生的条件阈值降低，即电池安全性降低。

隔膜瑕疵是过去被常常忽略的问题。隔膜微孔的均匀性是很难通过产品质量确认的，大部分均通过电池企业的电池成品率来确认。例如：一个微孔被堵是很难被检测出来的，但是局部隔膜孔被“堵”（也可以是局部阻抗增大）可能导致局部锂金属析出，引发安全事故。

电池受到外界剧烈撞击，或者正负极片放置不当造成极片接触短路，或正极片接触等。

设计/制造过程中引入的缺陷或瑕疵比较多，例如：切片产生的毛刺可能导致内短路，由于涂布误差导致正负极局部容量配备失衡引起的锂析出，由于卷绕电芯的掉粉导致的内短路，由于制造偏差导致的极片边缘正负极短路，由于极耳焊接导致隔膜局部收缩引发内短路等，这些问题均可以通过过程检测在生产制造过程发现，是可以被消除的安全隐患。

1. 加强检测与管控

在最新的国家标准《锂离子电池正极材料检测方法 磁性异物含量和残余碱含量的测定》（征求意见稿）中，首次将扫描电镜检测金属异物的方法写入国家标准。

飞纳台式扫描电镜 ParticleX 全自动清洁度分析系统，可以全自动对正负极、浆料、环境中的金属异物进行识别 / 分析 / 统计。