3.高能量密度

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。

4.重量轻

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。

无法忽视的锂电池风险

仍然存在爆炸问题

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？

过度充电和过度放电

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。

设计缺陷

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。

氧化还原反应

锂离子电池是一种含能元器件，其主要由正极、负极、电解液和隔膜等组成。充电后其正极一般为过渡金属氧化物，其具有较强的氧化性；负极则为内部嵌入大量锂的石墨，有极强的还原性。电解液一般为有机酯类，具有熔点低、可燃等特点。举个例子，我们生活中的鞭炮也是一种含能器件，许多人知道其内含火药的成分为一硫（磺，化学式S）二硝（石，化学式KNO3）三木炭，其中硝石为强氧化剂，硫磺与木炭为还原剂，当外界给出一个超过120度的刺激后，鞭炮内氧化还原反应剧烈发生，释放大量气体与热量，火药燃烧、鞭炮爆炸。

由此可见，理论上锂离子电池本征便可能发生高放热的氧化还原反应，且其内含的可燃电解液也会助推此反应，带来燃烧甚至爆炸的后果。锂离子电池燃烧或爆炸的威力有多大呢？光从其储存电能的角度来说，150Wh/kg能量密度的普通锂离子电池的电能大约是TNT炸药爆炸产生热量能量密度的1/10。

从材料层面

能否解决锂电池的问题

在电极材料方面，有研究者指出，锂离子电池充电态的正极会释放氧气，只产生较少热量，即电池不会被内部短路的热量产生点燃；但有负极存在时，强还原性的负极（碳系材料）会消耗正极产生的氧气，并产生大量热，最终导致整个电池出现热失控。换句话说，碳系材料本身是易燃物，再加上碳系材料嵌锂会形成化合物LiC6，其性质接近于锂单质，在空气中就可以直接自燃。所以，锂电池的安全性短板是因为存在碳系负极材料，是材料本身的安全隐患。有鉴于此，钛酸锂电池受到关注。

钛酸锂材料突破了传统石墨负极二维层状结构的局限，具有稳定的三维晶体结构，在充放电过程中，材料结构几乎不发生变化，被称为“零应变材料”。而与石墨负极材料相比，钛酸锂材料几乎不形成热稳定性差的SEI膜，避免了SEI膜在高温分解时引发的热失控导致电池起火、爆炸的隐患。

燃料电池的生产将面临更多的不可知因素：可以说整个电池的生产过程都是伴随着很多危险问题的，所以在电池生产中，都会使用真空手套箱进行：作为一个全密闭的腔体，把腔体内外的环境完全隔绝开，腔体的一面安装有视窗 和手套，操作人员通过手套对腔体内的物料进行操作：在操作前，对整个箱体抽真空，把箱体内空气完全抽掉，降低水氧含量至0.1ppm以下，然后填充惰性气体气体进行生产。

而生产电池用手套箱，还需要装配专用烘箱以保证整个生产过程中的干燥环境，其技术要求要远远大于一般手套箱；无论是电池材料材料选择还是生产中的种种问题，安全问题都是厂商和用户共同关注的，所以我们在不断探索全新储能方式的同时，也一定要注意在生产中的种种问题。而未来硫锂电池的量化生产，也应该离不开这种特殊的生产保护。

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