最近的報告對鋰離子電池在我們日常生活中的安全性提出了質疑。
在過去的十年中，鋰離子電池幾乎滲透到了我們日常生活的方方面面。從智能手機到耳機，還有現在的汽車，鋰離子是最重要、最廣泛的可用電池化學物質。
然而，眾所周知，如果不妥善處理鋰離子電池，也會帶來一些重大的安全風險。6月，溫哥華消防隊員警告公眾，鋰離子電池已經成為該市所有火災相關死亡的主要原因。
在該文章中，我們將看到鋰離子電池的工作原理，是什么導致其易燃，以及這些安全問題對這項技術的未來意味著什么。
鋰離子電池內部
為了了解鋰離子電池的安全隱患，首先要了解其化學原理。
在高水平上，鋰離子電池的工作原理是以化學形式儲存能量，并通過一系列電化學反應以電形式釋放能量。為了實現這一點，這些電池由帶正電荷粒子的陰極、帶負電荷粒子的陽極，以及液體電解液組成，鋰離子在電解液中由陽極流向陰極。離子從陽極到陰極的運動在電池內形成了電流。
除此之外，電池中還有一種叫做隔膜的組件，它是一種薄薄的多孔膜，用來隔離陽極和陰極。在此過程中，隔膜允許離子在陽極和陰極之間移動，而不允許陽極和陰極在物理上相互連接。
潛在的火災隱患
電池作為儲能單元的特性使其如果沒有妥善保管，會存在爆炸的風險。
需要注意的是，引起火災的一個主要原因是分離鋰離子電池陽極與陰極的隔膜損壞。如果隔膜被刺穿，那么在陽極與陰極之間會出現短路。在電解液中，由一系列有機溶劑組成的電解液是易燃的，最終引起火災。
除了穿刺，另一個會引起電池爆炸和火災的原因是熱失控。這是一種外部高溫會引起電池內部放熱反應的現象，這反過來又會進一步提高電池的溫度。這種自我持續的循環會導致過熱，從而對電池施加壓力，最終可能導致爆炸。
過于危險？
現在，由于鋰離子電池越來越常見，相關的安全問題顯得尤為重要。雖然，電池在小范圍內基本上都是安全的，但隨著越來越多的電池進入各個領域，與電池相關的安全事件只可能增加。在其他條件不變的情況下，隨著電動汽車等更多基于鋰離子的設備進入市場，這種趨勢會一直延續下去。
為了確保更安全的未來，化學家和工程師可以采取許多途徑。一種解決方案是，探索新方法，以確保電池安全，例如，更安全的充電、存儲以及封裝技術。除此之外，許多人開始尋找新的、更安全的電池化學物質。
無論如何，隨著電池技術越來越多地融入我們的世界，安全必須是頭等大事。
中國化學與物理電源行業協會 楊柳翻譯
2022.7.22