如何衡量鋰電池正極材料安全性？

鋰離子電池的工作原理：其充電過程是指鋰離子從正極跑出來，通過電解液遊和隔膜到負極並得到電子，嵌入到負極材料中，而放電過程則相反，負極材料中的鋰被氧化，通過電解液，嵌入正極材料。

那我們應如何衡量鋰電池正極材料安全性？

1、容不容易在充電時形成枝晶

以鈷酸鋰為例，鈷酸鋰材料的實際使用容量其實只有理論容量的一半，即鈷酸鋰電池在正常充電結束後，正極材料中的鋰離子將還有剩餘。此時，如果充電電壓繼續升高，那麼鈷酸鋰材料中的剩餘的Li+將會繼續脫嵌，游向負極，而負極材料中能容納Li+的位置已被填滿，所以剩下的鋰離子只能以金屬的形式在其表面析出。一方面，金屬鋰沉積非常容易聚結成枝杈狀鋰枝晶，從而刺穿隔膜，造成正負極直接短路；另一方面，金屬鋰非常活潑，會直接和電解液反應放熱；另外，金屬鋰的熔點很低，只要內部溫度稍高些，它將會熔解，從而導致正負極短路，造成安全事故。

總之，鈷酸鋰材料在充電電壓過高的時候，比如說保護板失效的情況下，存在極大的安全隱患，而且動力鋰離子電池的容量高，造成的破壞性將非常大。

2、氧化還原反應溫度高低

氧化溫度是指材料發生氧化還原放熱反應的溫度，是衡量材料氧化能力的重要指標，溫度越高，材料氧化能力越弱。

由於鋰離子電池的電壓高，因此使用的是非水溶性的有機電解質，這些有機電解質具有還原性，會和正極材料發生氧化還原反應並釋放熱量，正極材料的氧化能力若越強，其發生反應就越劇烈，安全風險就會越大。

從目前市場化的正極材料來看，鈷酸鋰材料相對活潑，具有很強的氧化性；而錳酸鋰和磷酸鐵鋰的氧化性相對弱，安全性較高。

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