最近的报告对锂离子电池在我们日常生活中的安全性提出了质疑。
在过去的十年中，锂离子电池几乎渗透到了我们日常生活的方方面面。从智能手机到耳机，还有现在的汽车，锂离子是最重要、最广泛的可用电池化学物质。
然而，众所周知，如果不妥善处理锂离子电池，也会带来一些重大的安全风险。6月，温哥华消防队员警告公众，锂离子电池已经成为该市所有火灾相关死亡的主要原因。
在该文章中，我们将看到锂离子电池的工作原理，是什么导致其易燃，以及这些安全问题对这项技术的未来意味着什么。
锂离子电池内部
为了了解锂离子电池的安全隐患，首先要了解其化学原理。
在高水平上，锂离子电池的工作原理是以化学形式储存能量，并通过一系列电化学反应以电形式释放能量。为了实现这一点，这些电池由带正电荷粒子的阴极、带负电荷粒子的阳极，以及液体电解液组成，锂离子在电解液中由阳极流向阴极。离子从阳极到阴极的运动在电池内形成了电流。
除此之外，电池中还有一种叫做隔膜的组件，它是一种薄薄的多孔膜，用来隔离阳极和阴极。在此过程中，隔膜允许离子在阳极和阴极之间移动，而不允许阳极和阴极在物理上相互连接。
潜在的火灾隐患
电池作为储能单元的特性使其如果没有妥善保管，会存在爆炸的风险。
需要注意的是，引起火灾的一个主要原因是分离锂离子电池阳极与阴极的隔膜损坏。如果隔膜被刺穿，那么在阳极与阴极之间会出现短路。在电解液中，由一系列有机溶剂组成的电解液是易燃的，最终引起火灾。
除了穿刺，另一个会引起电池爆炸和火灾的原因是热失控。这是一种外部高温会引起电池内部放热反应的现象，这反过来又会进一步提高电池的温度。这种自我持续的循环会导致过热，从而对电池施加压力，最终可能导致爆炸。
过于危险？
现在，由于锂离子电池越来越常见，相关的安全问题显得尤为重要。虽然，电池在小范围内基本上都是安全的，但随着越来越多的电池进入各个领域，与电池相关的安全事件只可能增加。在其他条件不变的情况下，随着电动汽车等更多基于锂离子的设备进入市场，这种趋势会一直延续下去。
为了确保更安全的未来，化学家和工程师可以采取许多途径。一种解决方案是，探索新方法，以确保电池安全，例如，更安全的充电、存储以及封装技术。除此之外，许多人开始寻找新的、更安全的电池化学物质。
无论如何，随着电池技术越来越多地融入我们的世界，安全必须是头等大事。
中国化学与物理电源行业协会 杨柳翻译
2022.7.22