锂离子电池安全性保护措施研究进展

随着化石能源消耗量的日益增加，其带来的温室效应与环境污染愈加严重，人们愈发意识到对可持续能源开发利用的重要性. 在各种新型能源中，锂离子电池由于其高电压、高比容量、长循环寿命、对环境无污染等卓越性能受到了现代人的追捧，目前已在3C类产品方面成功替代其他类型二次电池，成为电源装置中的主导产品，并逐步成为代表未来发展方向的绿色能源电池，也被认为是未来储能、动力电源产业的领军者^[1,2].

锂离子电池主要由正极、负极、电解液、隔膜以及外部连接、包装部件构成. 锂离子电池的工作原理如图1，在充电过程中，锂离子从正极材料的晶格中脱出，通过电解液运送到负极材料的晶格中，使得负极处于富锂态，正极处于贫锂态，电子由外电路补偿到负极以保证负极的电荷平衡，放电过程则刚好相反^[3]. 在锂离子嵌入和脱出的过程中电极材料的化学结构基本不变，从而保证充放电过程的可逆性.

Fig. 1  Schematic diagram of working principle of lithium ion battery (Reprinted with permission from Ref.‍[3]; Copyright (2004) American Chemical Society).