隨著化石能源的日益消耗以及全球?qū)Νh(huán)保問題的逐漸重視，利用電能取代化石能源收到了各國的關(guān)注和發(fā)展,。而鋰電池作為目前最主流的電池類型,，由于其比能量高，貯存壽命長,，放電電壓平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn),，被廣泛的應(yīng)用于各類消費(fèi)電子產(chǎn)品,，新能源汽車以及國防工業(yè)等領(lǐng)域。對鋰電材料的研究,，也成了近年來的研究熱點(diǎn),。

從目前的情況看，鋰電池最主要最關(guān)鍵的問題是安全性問題,。在使用過程中,，鋰電池發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量如果不能及時(shí)有效地散發(fā),，就會(huì)在電池內(nèi)部積累,，引起電池溫度的升溫，電池溫度的升高又會(huì)進(jìn)一步促使反應(yīng)加劇,，從而形成產(chǎn)熱與溫升的正反饋,。當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，鋰電池的電極材料與電解液之間會(huì)發(fā)生一系列副反應(yīng),，這些副反應(yīng)往往會(huì)產(chǎn)生更為劇烈的熱效應(yīng),，引起電池溫度進(jìn)一步升高，此時(shí)的電池就有鼓脹,、泄露,、著火，甚至爆炸的危險(xiǎn),，這種現(xiàn)象被稱為“熱失控",。

因此，對鋰電池材料的熱特性進(jìn)行分析就變得極為必要,。就目前而言,，DSC與ARC是評估電池材料熱穩(wěn)定性最為重要的兩種手段。

3個(gè)樣品中,，有兩個(gè)是常規(guī)極片樣品,，有一種是改性后的極片樣品。改性的目的是為了通過增加包覆材料,，改善電極材料的熱特性,，降低熱失控風(fēng)險(xiǎn)，想通過DSC觀察改性效果,。

制樣附注：由于鋰電材料往往都對空氣中的水,、氧氣非常敏感，所以制樣以及裝樣過程全部都在惰性氣氛下的手套箱內(nèi)完成,。由于樣品在測試過程中存在分解和相互反應(yīng),，所以測試必須選用密閉型的高壓坩堝。

通過比較可以很明顯地觀察到,，改性以后的極片,，放熱峰明顯后移,，說明材料熱穩(wěn)定性提高。但是,，改性極片的放熱量高于未改性極片,，尤其是260 ℃左右的放熱峰尤為明顯。猜測可能是改性材料參與了反應(yīng),，從而提升了放熱量,。而放熱量提升實(shí)際上不利于電極材料的熱穩(wěn)定的，因?yàn)橐坏┑竭_(dá)樣品的反應(yīng)放熱溫度,，放熱量過大的話會(huì)加速二次反應(yīng)的發(fā)生,，從而引發(fā)“熱失控"。

通過DSC可以幫助分析電極材料的穩(wěn)定性,，放熱溫度越高,，放熱量越小，說明材料穩(wěn)定性越好,；反之,，則有更高的熱失控風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)然,，如果想更深入地了解電極材料的熱失控過程,，還可以通過ARC來幫助評估。

作者

周延

耐馳儀器公司應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室