中國科大學(xué)者在國際頂級期刊著文論述鋰離子電池安全最新進展

記者從中國科大了解到,受能源和燃燒領(lǐng)域國際頂級綜述類期刊《能源與燃燒科學(xué)進展》之邀,該?；馂?zāi)科學(xué)國家重點實驗室孫金華和王青松教授團隊與其合作者一道,以通訊作者身份發(fā)表評論文章,結(jié)合該團隊十多年來在鋰離子電池安全方向的研究成果和國際研究動態(tài),總結(jié)、歸納了鋰離子電池安全研究的最新進展,分析提出了鋰離子電池?zé)崾Э氐脑杏龣C理和成災(zāi)機制,并對其安全研究方向進行了展望。

鋰離子電池由于其能量密度高、循環(huán)性能優(yōu)良以及無記憶效應(yīng),成為便攜式電子產(chǎn)品的主導(dǎo)電源,并在電動汽車和儲能電站等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但由于其能量密度高以及易燃易爆的組成成分,在熱、電或機械濫用條件下,極易發(fā)生熱失控燃燒,近年來由于鋰離子電池?zé)崾Э匾l(fā)的火災(zāi)事故屢見報導(dǎo)。

該文首先基于鋰離子電池的結(jié)構(gòu)特性和組成材料,分析了鋰離子電池在不同溫度下主要化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)和熱力學(xué)特性,理清了熱失控過程的主控反應(yīng),詳細討論了鋰離子電池在典型濫用情形下熱失控的孕育機制;其次介紹了單體電池和電池模組的火災(zāi)行為,以及電池產(chǎn)熱、產(chǎn)氣和熱失控擴展的行為特征,分析揭示了電池荷電狀態(tài)、電極材料和電解液等對電池火災(zāi)行為的影響規(guī)律;第三,進而對鋰離子電池火災(zāi)防控技術(shù)研究現(xiàn)狀進行了綜述,分析了提升鋰離子電池本質(zhì)安全性技術(shù)方法的優(yōu)缺點,并對電池火災(zāi)滅火技術(shù)進行了歸納、總結(jié)和評述;最后,對電池安全性的未來研究方向進行了展望。

在過去十多年里,孫金華和王青松團隊致力于研究鋰離子電池失控機理及其火災(zāi)防控方法,取得了許多具有影響力的科研成果?！赌茉磁c燃燒科學(xué)進展》期刊創(chuàng)刊于1974年,是能源與燃燒領(lǐng)域的國際頂級期刊。自創(chuàng)刊至今的近50年,以中國科研機構(gòu)為通訊(或第一)作者單位在該刊物上發(fā)表論文的總數(shù)不足50篇,這是中國科大首次以第一和通訊作者在該期刊上發(fā)表論文。