在新能源汽車領域，鋰電池動力電池由于具備相對較高的能量密度、輸出功率等特點得到越來越廣泛的應用。但鋰離子動力電池的性能及壽命會隨著不斷地使用而衰減，更重要的是在不同的使用環境下會有不同的狀況。比如在寒冷低溫下容易出現比容量低、衰減嚴重等現象，高溫下存在熱失控導致自燃自爆的隱患。

這些潛在的安全隱患造成新能源汽車消費者的信心不足。因此對鋰離子動力電池安全性進行重視并進行研究改進是十分必要的，有助于降低電池的安全隱患和發生事故的頻率，減少或避免動力電池出現安全問題時造成的危害。

簡單來說，鋰離子動力電池主要由正極、負極、隔膜、電解液、電池外殼等構成。若按正極材料來分，主要分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰以及鎳鈷錳酸鋰三元材料等。按電芯的結構形狀來分，主要分為圓柱和方形以及軟包這三種。

不同材料選擇和結構設計的電池優缺點都十分明顯，因此鋰離子動力電池安全與電池材料性質和結構設計有密切的關系，另外與電池制備技術和使用環境緊密相關。從鋰離子動力電池的生產到最后的應用來看，影響鋰離子動力電池安全性的因素貫穿在電芯的材料選擇和設計生產、模組的集成和使用環境整個過程中。

（1）電芯材料選擇和評估

電芯的性質和安全在很大程度上由電芯材料的選用決定，如果在選用電芯材料時沒有對原材料進行深入的評估，必然會在第一階段就造成電芯安全性的不足。

電池的比容量和比能量主要由正極材料決定，更重要的是其安全性受正極材料的本征電極電勢影響，比如磷酸鐵鋰和三元的安全性差異。因此需要通過對電芯材料種類進行選擇和元素摻雜來改善，盡量選擇電位和電解液電化學窗口相匹配的、反應放熱較少的材料，用以提高電芯安全性。

負極活性材料對安全性能的影響主要來自于鋰枝晶的生長和電解液的反應。在快充的過程中，一旦鋰離子通過SEI膜的速度比鋰沉積在負極上的速度慢，鋰的枝晶會隨著充放電循環而不斷生長，可能導致內部短路而造成電解質發生反應以致熱失控。因此通過改善SEI膜的熱穩定性可以提高電芯的安全性。

電解液通常使用的溶劑為有機碳酸酯類化合物，它們化學性能活潑且極易燃燒。正極材料處于充電態時為強氧化性，而處于強氧化性狀態下的正極材料穩定性一般較差，很容易釋放出氧氣，而碳酸酯極易與氧氣反應，放出大量的熱和氣體。一旦出現熱失控后產生熱量會進一步加速正極的分解，產生更多的氧氣，促進更多放熱反應的進行。

電池隔膜

隔膜的主要作用是將電池的正、負極分隔開，起到關閉和阻斷通道的功能，可以讓鋰離子自由通過，而電子不能通過。一旦隔膜出現破裂等情況將會造成正負極接觸短路導致熱失控，因此對隔膜的機械強度、孔隙率、厚度均一性和耐溫提出了很高的要求。