关于锂金属电池起火以及一些新的解决技术分析

人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力，各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力，其实很多人并不会去了解电子产品的组成，比如锂金属电池。

我们经常看到一些由锂电池引起的安全事故，给人印象最深刻的莫过于锂电池产生的爆炸、起火。一台带有50度电的电动车如果完全失控起火，释放出的能量高达1.8亿焦耳，相当于43公斤TNT炸药释放的能量。锂电池为什么会动不动就起火自燃?

一项关于锂离子电池接受外力撞击的测试中显示，当一块锂离子电池受到重量为5kg的重锤，从0.6m的高度，做自由落体的撞击时，瞬间在其内部产生25J的能量，使电池的温度升高了120℃。锂离子具有较强的活性，因此该种电池对受到的外力非常敏感，当遭受撞击或从高处坠落时，电池组变会产生内热，进而引起电池自燃。

核心提示:锂金属电池的商业化一直受到安全问题和有限的循环寿命的限制。用新的不可燃固体电解质替代传统的有机电解质可以显著降低锂金属电池着火和爆炸的风险。然而，由于固体电解质与电极材料之间的固-固界面接触有限，使得固体锂金属电池的电化学性能受到限制，不能满足实际应用的要

锂电池起火自燃的直接诱因是电池的热失控，所谓热失控，是指电池受各种刺激引发了内部短路，导致电池内部温度升高上千度，易燃的电解液沸腾、喷出，接触空气后就会燃烧。

不论是温度过高使材料燃烧，还是电池组的外壳被撑破，都会导致外部空气进入电池内部发生激烈氧化反应，引起电池燃烧。需要说明的是由过充引发的自燃，并不一定发生在充电的过程之中。有可能电池温度还未高到让材料燃烧、产生的气体也未足以撑破电池外壳时，电池使用者就终止充电，而电池内部积聚的热量，慢慢的将电池温度提高，经过一段时间后，才发生自燃，甚至爆炸。

电化学失控的原因有很多，电池质量不好就是一个重要诱因。还是这台NOTE7，当SDI锂电池出问题后，把产能都压到ATL锂电池上。急速地提升产能，导致这批电池的质量下降，电池内部负极铜板上粘附的碎屑和毛刺含量超标，在电池充放电过程中，大量铜金属的碎屑和毛刺混进电解液中，极易把隔膜戳穿，造成内部短路。

研究人员首先利用镁热还原法将天然硅藻土转化为具有多级通道结构的硅骨架。然后将多级结构硅框架与熔融锂金属混合，充分搅拌得到锂硅复合粉末。然后，采用固体电解质对锂硅粉体表面进行改性。最后将粉末通过冷压工艺压入模具，制成多级结构的复合金属锂负极。在复合材料锂金属负极中，锂金属嵌入改性骨架的通道结构中，改善了其与电解质的接触面积，使锂离子流动更加均匀，保持了电极结构的完整性。

本文只能带领大家对锂金属电池有了初步的了解，对大家入门会有一定的帮助，同时需要不断总结，这样才能提高专业技能，也欢迎大家来讨论文章的一些知识点。