钴酸锂电池安全性能分析与自然环境下的开关电源基本工作原理框图
导语：在钴酸锂电池与三元电池之间存在着显著的能量提升空间，前者在材料成本和安全性方面仍需改进。虽然钴酸锂电池结构稳定，具有高比容量和优异的综合性能，但其安全性问题尚未得到根本解决，而三元电池则采用镍钴锰酸锂和有机电解液，其安全性挑战同样存在。如果短路发生，它可能引发过大的电流，从而产生潜在的安全隐患。
关于钴酸锂电池的安全性能分析，我们将通过对四种不同类型的电池进行比较来深入探讨：镍钴锰酸锂（三元）電池、磷酸铁锂電池、钴酸锂電池以及錳铵溶液（Mn-based）電池。
镍钴锰酸锂（三元）電attery
尽管三元電attery 在实际应用中的理论比能量获得了极大提升，并且能够更好地发挥出高容量特性，但从材料层面上看，它们使用镍、 钴 和 锰 的化合物，以及有机溶剂作为 电解质，这些都没有彻底解决它们自身的问题。例如，如果发生短路，会导致大量不必要的电子流动，从而触发一系列严重的事故风险。
磷酸铁 锂 電battery
理论上，磷acid-iron-lithium (LiFePO4) 电chemistry 具有170mAh/g 的最大理论容量，并且可以实现160mAh/g 的实际可达容量。在保障措施方面，由于它拥有较高热稳定性以及低氧化能力，因此相对于其他几种类型来说，对用户来说更加安心。但是，由于其较低的导率、高体积需求以及多余的分子组成，这使得这些能源存储器的一致度并不是最佳状态。此外，由于它们所包含的大型容纳能力，使得对整体质量的一致性的追求变得更加困难。
钴 acid- lithium (LiCoO2) 电battery
这类设备在生产过程中最显著之处便是，在充满时还保留了大量离子的剩余储备，即正极无法进一步吸收更多附着到负极上的离子。当达到超充状态时，即使正极内含多余离子，它们依然会向负极移动形成金属形态称为“枝晶”。由于金属形式下的 Li 是一种树枝状结构，所以被称为“枝晶”，一旦形成，便容易导致隔膜穿透，从而造成内部短路。这也是为什么这种设计仅适用于小规模用途，如便携式电子设备等小容量应用，不适用于动力系统或大尺寸存储器。而碳基溶剂作为主要组成部分，其闪点及沸点相对较低，在温度升高的情况下容易燃烧甚至爆炸。因此，控制枝晶生成对于小尺寸 Li-batteries 来说并不复杂，因此目前只有适用于此类设备不能扩展至更广泛的大功率动力系统中。
錳 acid- lithium (LiMn2O4) 电battery
這種儲能技術具有優點，比如它可以確保無論充滿還是放空，都會讓所有離子的完全嵌入負極炭孔內，這樣就避免了由於過充導致反應過程中的離子快速移動從而產生危險狀態。理論上來說這是一個完美解決方案；實際情況下，如果受到強烈外部力量影響或者是在製造過程中偷工減料，那麼即使這些措施都是為了預防，但如果發生意外事故，也可能會導致瞬間快速移動並形成枝晶。在負極無法接收到的情況下，這樣也會帶來問題。不幸的是，只要從出廠時進行測試，就能有效避免這些後果。而且，因為它們構造穩固，而且氧化性能遠低於之前提到的另一個選項—LCO，所以即使短路發生也不太可能引起燃燒或爆炸事件。
