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锂离子电池彻底改变了我们使用电子设备（从智能手机到电动汽车）的方式。它们实现了便携式、可充电和高效的能量存储。然而，随着其广泛使用，也出现了一系列隐患，导致事故频发，安全隐患日益凸显。 锂离子电池故障事件 在一系列备受瞩目的事件发生后，与锂离子电池相关的潜在风险得到了全球的认可。 2016 年 10 月，三星不得不召回其 Note 7 智能手机，此前有超过 30 起因电池故障导致设备过热、起火或爆炸的报告。同年，一辆特斯拉Model S和一辆Model X在上海超级充电站起火，起火原因为Model S的电池组。 这些事件并不是孤立的。 2018年4月1日，北京一家电动汽车商店发生火灾，进一步凸显了与这些能源相关的风险。此类事件给锂离子电池的安全敲响了警钟，促使消费者、制造商和监管机构引起重视。 电池技术的进步和目标 尽管锂离子电池的安全性是一个重大问题，但技术的进步却有增无减。中国《中国制造2025》新能源汽车动力电池关键技术路线图设定了宏伟目标，到2030年单体电池比能量超过500Wh/kg，使用寿命达到10年，单位成本大幅降低。 为了实现这些目标，研究人员正在探索各种方法来提高正极和负极材料的能量密度。这包括掺杂、涂层和添加导电电解质界面（CEI）添加剂以提高晶格和表面稳定性，以及使用预锂化策略来增强负​​极的容量。 尽管取得了这些技术进步，但与锂离子电池相关的基本风险仍然存在。电池热失控、可燃气体挥发和短路风险等因素继续构成重大安全挑战。 了解热失控和放热反应 热失控是锂离子电池的一个关键风险因素。当电池内的放热副反应产生的热量超过电池的散热能力时，就会发生这种情况，导致温度迅速升高，并可能导致火灾或爆炸。电池过热、过度充电或物理损坏可能会引发放热反应。 研究人员已经确定了导致热失控的几种主要放热副反应，例如固体电解质相间（SEI）膜的分解、带电阴极的热分解以及粘合剂和高活性电极之间的反应。 安全机制和测试 为了降低热失控和其他危险的风险，锂离子电池配备了各种安全机制。其中包括在高温下关闭的隔膜、阻燃电解质添加剂以及防止短路和过度充电的电路保护系统。 锂离子电池的安全测试非常严格，包括过压充电、外部短路、过流充电、高温暴露以及振动、冲击和冲击等机械滥用测试。这些测试旨在确保电池能够承受极端条件而不会着火或爆炸。 电池安全的未来 尽管面临挑战，电池安全的未来还是充满希望的。材料系统和工艺技术的创新对于提高安全性至关重要。此外，新型锂离子电池系统（例如水系锂离子电池和全固态电池）的开发为更安全的替代品提供了潜力。 综上所述，锂离子电池在成为现代生活中不可或缺的同时，其隐患也不容忽视。涉及电池故障的事件引发了严重的安全问题。该行业必须通过开发新技术和维持严格的测试标准继续将安全放在首位。消费者和制造商都必须保持警惕，确保锂离子电池的便利性不会以牺牲安全性为代价。