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随着锂电池技术的不断发展，锂电池广泛应用于消费电子产品、电动自行车和其他移动产品、电动汽车（EV）和储能解决方案等众多领域。
锂电池是否安全已逐渐成为人们关心的问题，本文将对此进行介绍和比较。
在讨论锂电池是否安全的问题之前，下面将从充电过程、放电过程和电池保护板三个部分介绍锂电池的工作原理：电池的正极产生锂离子，产生的锂离子从正极 "跳 "入电解液，通过隔膜上迂回的小孔 "爬 "过电解液，移动到负极。与负极的电子结合在一起。正极上的反应是LiCoO2==充电==Li1-xCoO2+Xli+Xe（电子）在充电过程中，Li+从正极 LiCoO2 中出来，进入电解质，并在充电器外加电场的作用下移动到负极。依次进入由石墨或焦炭 C 组成的负极，并在负极形成 LiC 化合物。放电时，电子和 Li+ 同时作用，方向相同，但路径不同。电子通过外电路从负极流向正极。锂离子 Li+ 从负极 "跳 "入电解液，通过隔膜上弯曲的小孔 "爬 "入，"游 "到正极，与跑过来的电子结合。我们通常所说的电池容量是指放电容量。顾名思义，电池保护板主要是一块集成电路板，用于保护充电电池（一般指锂电池）。锂电池之所以需要保护，是因为锂电池本身的材质决定了它不能进行过充电、过放电、过电流、短路和超高温等充放电，所以锂电池总是有保护板和电流保险丝。当环境温度升高时，其阻值减小，用电设备或充电设备能及时响应，控制内部中断，停止充放电。U1 是电路保护芯片，U2 是两个反向连接的 MOSFET 开关。正常情况下，电池板 U1 的 CO 和 DO 都输出高电压，两个 MOSFET 都处于断开状态，电池可以自由充放电。长寿命铅酸蓄电池的循环寿命约为 300 次，最高为 500 次，而磷酸铁锂动力电池的循环寿命超过 2000 次。同等质量的铅酸电池最多使用 1 至 1.5 年，而同等条件下使用的磷酸铁锂电池理论寿命将达到 7 至 8 年，性价比理论上是铅酸电池的 4 倍以上。大电流放电能以 2C 的大电流快速充放电。使用配套的充电器，电池在 1.5C 充电后可在 40 分钟内充满，启动电流可达 2C，而铅酸电池则不具备这种性能。电池经常充满电后，容量会迅速下降到额定容量值以下，这种现象称为记忆效应。镍氢电池和镍镉电池有记忆效应，而锂电池没有。无论电池处于何种状态，都可以随时充电和使用，无需先放电再充电。目前，主流磷酸铁锂电池的能量密度低于 200Wh/kg，三元锂电池的能量密度在 200-300Wh/kg 之间。锂电池中使用的锂离子材料具有更高的能量密度，一般比铅酸电池的能量密度高三倍左右，这意味着它们能够储存更多的能量，因此在相同尺寸的电池中具有更高的容量。相同规格和容量的磷酸铁锂电池的体积是铅酸电池的 2/3，重量是铅酸电池的 1/3。一般认为磷酸铁锂电池不含重金属或稀有金属（镍氢电池需要稀有金属），无毒（SGS 认证），无污染，符合欧洲 RoHS 法规，是绝对的绿色电池证书。因此，我们可以知道锂电池对环境是否安全。锂电池的能量密度很高。通常，三元锂电池的能量密度达到 200Wh/kg 以上，能量密度越高，热稳定性越差。一旦发生热失控反应，就会释放出大量热量，有可能由自燃升级为爆燃。那么，锂电池安全吗？造成风险的主要原因如下：在正常使用过程中，电能和化学能在内部进行转换，但在过充电和过放电等情况下，容易在电池内部引起化学副反应。从长远来看，副反应会影响电池的性能和使用寿命，严重时还会产生大量气体，增加电池内部压力，引发爆炸和火灾等锂电池安全吗问题。一方面，设计缺陷体现在追求过高的能量密度而忽视安全性。NCM811 电池就是一个典型的例子。正极材料中镍、钴、锰的比例为 8:1:1，但镍的比例有所增加。能量密度大大提高，但钴和锰的含量却减少了（钴可提高电池稳定性，延长电池寿命，锰可提高电池安全性和稳定性），安全性大大降低。另一方面，电池结构中隔膜设计不合理，如片长过短，可能造成安全隐患，或者为了节约成本而压缩铜箔和铝箔的厚度，也是锂电池安全吗日益受到关注的原因。在锂电池的生产过程中，由于工艺缺陷或生产过程控制不严，电池中的杂质或水分过多都是危险行为，会增加电池的副反应，导致使用过程中内部压力增大，可能发生爆炸和自燃。锂电池安全吗？一般来说，锂电池是否安全的问题表现为燃烧甚至爆炸。这些问题的根本原因是电池内部的热失控。此外，锂离子电池还可能受到一些外部因素的影响而导致锂电池安全吗的问题，如过充、起火、挤压、穿刺、短路等。据统计，在历年的电动车锂离子电池起火事故中，68%是由于内部或外部短路引起的，15%是由于充放电引起的，7%是由于设备意外启动引起的，10%是由于其他原因引起的。从起火原因来看，电气故障和自燃是电动汽车起火的主要原因，而过度充电、电池芯故障、电路短路则是起火的根本原因，这也带来了锂电池是否安全的担忧。那么锂电池安全吗？磷酸铁锂电池的安全性能会高于三元锂电池。这主要是因为磷酸铁锂电池的耐热性相对较好，热失控温度可达 800℃以上。电池起火的原因主要是由于短路、撞击、过充电等因素，这就促使人们开始关注锂电池是否安全的问题。当电流通过时，过电位和欧姆极化会产生大量热量，使电池局部加热到正极热分解的温度。热量导致电池爆炸起火。三元锂电池的着火点仅为 200℃，而磷酸铁锂电池的着火点为 800℃。事故发生后，碰撞挤压温度很容易超过临界值。换句话说，磷酸铁锂电池如果达不到 800℃，就不会自燃。三元锂电池则不同。热失控温度基本在 200℃左右。纵观新能源汽车的自燃事件，大部分都是三元锂电池。因此，对于天气炎热的地区，三元锂电池自燃的风险会更高。从 "液态 "到 "固态"，最大的好处就是改善了锂电池是否安全的问题。同时，固态电池还能实现更高的能量密度、更长的寿命、更轻的重量和更简易的包装，总之，对于现有的锂电池来说，固态电池有很多好处。尽管固态电池具有诸多优点，但目前仍处于实验室阶段。如果要实现大规模生产，在生产工艺、生产环境、材料选择和成本控制等方面仍有许多问题需要解决。例如，生产环境需要极其干燥，露点温度应低于零下 40 摄氏度，固体电解质的加工也很困难。由于技术难度较大，固态电池批量生产越晚，可靠性越高。虽然预测不一定准确，但总结专家的意见，可以判断半固态将实现大规模生产。更可靠的时间点是2024/2025年，全固态电池可能在2030年左右。
固态电池不使用易燃电解质，这使人们对锂电池是否安全的担忧更加严重。固态电池在锂离子来回移动的通道上使用固态电解质，而不是现有锂电池的液态电解质。现有电池的电解液采用的是有机溶剂材料，有起火的可能，安全性存在问题。动力电池的安全性与液态电解质密切相关，而固态电池采用固态电解质，具有绝缘性好、不易燃、不易挥发等特点，可大大提高安全性。
资料来源：https://www.takomabattery.com/are-lithium-batteries-safe/工艺，研发，机理和专利！软包电池方向重磅汇总资料分享！
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