1.電解液阻燃劑?電解液阻燃劑是一種十分有效的減少電池熱失控危險的方法，然而這些阻燃劑往往會對鋰離子電池的電化學(xué)機能產(chǎn)生重大的影響，因此難以在實際中利用。為理解決這一問題，美國加州大學(xué)圣迭戈分校的Yu Qiao團隊【1】采取膠囊封裝的方法將阻燃劑DBA（二芐胺）貯存在微型膠囊的內(nèi)部，疏散在電解液中，在平時不會對鋰離子電池的電機能產(chǎn)生影響，然而當電池受到擠壓等外力破壞時，這些膠囊中的阻燃劑就會開釋出來，對電池進行 ;毒化 ;引起電池生效，從而避免熱失控的產(chǎn)生。2018年Yu Qiao團隊【2】再次利用了上述技巧，采取了乙二醇跟乙二胺作為阻燃劑，封裝后裝入鋰離子電池內(nèi)部使得鋰離子電池在針刺實驗中溫度降落了70%，明顯降落了鋰離子電池熱失控的危險。??上面提到的方法都是自毀式的，也就是說該阻燃劑一旦產(chǎn)生作用，全部鋰離子電池就要報廢了，而日本東京大學(xué)的Atsuo Yamada團隊【3】開發(fā)了一種不會影響鋰離子電池機能的阻燃電解液，該電解液采取了高濃度的NaN(SO2F)2(NaFSA) or LiN(SO2F)2(LiFSA)作為鋰鹽，同時向其中增加了常見的阻燃劑磷酸三甲酯TMP，明顯進步了鋰離子電池的熱牢固性，更厲害的是阻燃劑的增加并錯誤鋰離子電池輪回機能產(chǎn)生影響，采取該電解液的電池可能牢固輪回1000次以上（C/5輪回1200次，容量堅持率95%）。??通過增加劑使得鋰離子電池存在阻燃特點是避免鋰離子電池產(chǎn)生熱失控的其中一種途徑，也有人另辟蹊徑，試圖從本源上避免外力導(dǎo)致的鋰離子電池內(nèi)短路的產(chǎn)生，從而達到釜底抽薪的目標，杜絕熱失控的產(chǎn)生。針對能源電池在利用中可能面臨暴力沖擊的情況，美國橡樹嶺國度實驗室的Gabriel M. Veith設(shè)計了一種存在剪切增稠特點的電解液【4】，該電解液利用了非牛頓流體的特點，在畸形狀況下，電解液顯現(xiàn)的是液體狀況，然而在遭受忽然的沖擊時則會顯現(xiàn)固體狀況，變得異樣堅固，甚至可能達到防彈的后果，從本源上避免了在能源電池產(chǎn)生碰撞時電池內(nèi)短路導(dǎo)致熱失控的危險。??2.電池結(jié)構(gòu)?接下咱們來從電池單體層面上看看如何給熱失控踩下剎車，目前鋰離子電池在結(jié)構(gòu)設(shè)計中都對熱失控的問題進行了考慮，例如在18650電池的上蓋中個別都會有泄壓閥，在熱失控時可能及時將電池內(nèi)部過高的壓力進行開釋，其次電池上蓋中會有正溫度系數(shù)資料PTC，在熱失控溫度回升時PTC資料的電阻明顯增大，以減少電流減少產(chǎn)熱。此外，在單體電池結(jié)構(gòu)設(shè)計時還須要考慮正負之間的防短路設(shè)計，避免因為誤操作、金屬多余物等因素導(dǎo)致電池產(chǎn)生外短路，引起保險事變。?其次在電芯設(shè)計時，須要采取更加保險的隔閡，例如在高溫下主動閉孔的三層復(fù)合隔閡，然而近年來隨著電池能量密度的一直晉升、隔閡薄型化的趨勢下三層復(fù)合隔閡已經(jīng)逐步被淘汰，取而代之的陶瓷涂層隔閡，陶瓷涂層可能對隔閡起到支撐作用，減少隔閡在高溫下的緊縮，進步鋰離子電池的熱牢固性，減少鋰離子電池產(chǎn)生熱失控的危險。?3.電池組熱保險設(shè)計?能源電池在利用中往往都是由數(shù)十只、數(shù)百只甚至是數(shù)千只電池通過串并聯(lián)組成，例如特斯拉的Model S的電池組中就由多達7000只以上的18650組成，假如其中的一只電池產(chǎn)生熱失控，就可能會在電池組內(nèi)蔓延，引起重大的結(jié)果。例如，2013年1月產(chǎn)生在美國波士頓的一架日本航空公司的波音787客機鋰離子電池起火事件，依據(jù)美國國度運輸保險委員會的考察，就是因為電池組中的一只75Ah方形鋰離子電池產(chǎn)生熱失控后引發(fā)了相鄰的電池熱失控，這次事件后波音公司請求在所有的電池組上都要增加避免熱失控擴散的辦法。?為了避免熱失控在鋰離子電池內(nèi)部蔓延，美國Allcell Technology公司開發(fā)了一款基于相變資料的鋰離子電池熱失控隔離資料PCC【5】。PCC資料填充在單體鋰離子電池之間，在鋰離子電池組畸形工作的情況下，電池組產(chǎn)生的熱量可能通過PCC資料疾速傳遞到電池組外，在鋰離子電池產(chǎn)生熱失控時，PCC資料可能通過其內(nèi)部的石蠟資料熔化接收大量的熱量，禁止電池溫度進一步回升，從而避免熱失控在電池組內(nèi)部擴散。在針刺實驗中，一個由18650電池組成的4并10串的電池組，不利用PCC資料時，一只電池熱失控引發(fā)了電池組中20只電池產(chǎn)生熱失控，而采取PCC資料的電池組中，一只電池熱失控并未引發(fā)其余電池組熱失控。??鋰離子電池熱失控是咱們不樂意看到、力避免的鋰離子電池保險事變，進步鋰離子電池的保險性、避免熱失控的產(chǎn)生須要從電池配方設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計跟電池組的熱治理設(shè)計上多管齊下，進步鋰離子電池熱牢固性，減少熱失控產(chǎn)生的可能性。?