近年來(lái),電動(dòng)汽車悶燃事件頻繁發(fā)生。為此,科學(xué)家們紛紛開(kāi)始對(duì)鋰電池安全性進(jìn)行了專門的探討,也得出了一些方向性的建議和指導(dǎo)。由于電動(dòng)汽車的安全性是一個(gè)系統(tǒng)的工程,并不能一蹴而就,因此新型正負(fù)極材料將會(huì)成為鋰電池安全設(shè)計(jì)首選。
1. 正極材料
目前商業(yè)化比較充分的正極材料主要有錳酸鋰和三元鋰等。其中錳酸鋰雖然抗過(guò)充能力強(qiáng),成本又低,但循環(huán)性能比較差,高溫性能不好,對(duì)此,研究員向錳酸鋰摻雜一定比例的稀土元素,使其具有多功能性。三元鋰擁有循環(huán)壽命和安全性的優(yōu)勢(shì),
其中Ni成分,可以提高材料活性,提高能量密度;Co成分也是活性物質(zhì),既能穩(wěn)定材料的層狀結(jié)構(gòu),又能減小陽(yáng)離子混排,便于材料深度放電,從而提高材料的放電容量;Mn成分,在材料中起到支撐作用,提供充放電過(guò)程中的穩(wěn)定性。這兩種鋰電池被廣泛用于汽車、坦克等領(lǐng)域。
2. 負(fù)極材料
據(jù)悉,鋰電池的負(fù)極材料一般都是用碳素材料,如石墨烯、納米碳管等。石墨烯有著穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)、巨大比表面積、良好的導(dǎo)電性,能構(gòu)建三維結(jié)構(gòu),且具有調(diào)節(jié)孔隙率的能力,其已經(jīng)算是非常完美的材料。專家們還正在探索負(fù)極材料有氮化物、PAS(塑料)、錫基氧化物、錫合金、納米氧化鎢等,因?yàn)樗鼈冇休^大的比表面積,鋰離子容易嵌脫,比較不會(huì)產(chǎn)生體積效應(yīng)。
隨著動(dòng)力電池能量密度的提高,安全性隨之降低,新型正負(fù)極材料是鋰電池安全性與電性能之間平衡的關(guān)鍵因素。