触动心弦的电力创新3种锂电材料改性方法守护储能电站不受热失控之苦
导语：现有的商业化锂离子电池多采用有机电解液，易燃易爆，尤其是应用于规模化储能电站时，数万甚至数十万个储能电芯串并联，极易导致连锁反应，引起火灾、爆炸事故。储能锂离子电池热失控主要原因有两个：一个是外部原因，如空间密闭和内部存储大量能量；另一个是内部原因，如电子化学反应引发的副反应容易引发热失控。
为应对储能电站热失控风险，业内提出从锂离子電池材料改性、主动安全防护和被动安全防护三个方面提出了解决方法。其中，从材料改性角度出发，我们可以着手从三大领域进行改进——过充保护剂、阴极材料和阳极材料。
首先，对于过充保护剂，其主要包括氧化还原穿梭添加剂和关断过充添加剂两类。氧化还原穿梭添加剂在特定条件下可逆地被氧化/还原，并提供过充保护，而关断过充添加剂则是一种不可逆的措施，但可能会缩短寿命。此外，还有一些典型的氧化还原穿梭添加剂如吩噻嗪、三苯胺、二甲氧基苯及其衍生物，以及典型的关断过充添加剂如二甲苯、环己基苯等。
其次，对于锂离子電池阴極材料改性，可通过元素替代或保护性的涂层技术来提高熱性能。例如，可以将合金元素镍和锰掺杂到钴酸锂中，以显著提高陰極的起始分解温度；同时，也可以在應急材料上涂一層薄薄的導電物質作為保護層，以避免發生副反應等問題。
最后，对於鍵離子電池陽極材料來說，可以通過開發人工SEI膜來減輕SEI膜與電解質間接觸所導致的情況，以此來提升熱性能。目前已經有研究表明，比無涂層石墨陽極，由氟化铝涂层石墨阳极初始放電容量更高、循环寿命更长，同时速率性能也更好。
总之，这些新兴技术对于缓解热失控问题具有重要意义，它们能够有效地减少因未经控制释放出的热量，从而确保了储能系统更加安全、高效地工作。这项工作不仅能够促进能源转换与存储技术向前发展，而且也为实现绿色低碳社会奠定了坚实基础。
