鋰離子電池的應用十分廣泛，如手機、筆記本、電動汽車等已成為生活中不可或缺的產品。隨著其在汽車以及電力儲藏等領域大型化的應用、對其高性能和安全性要求也越來越高。

鋰離子電池具有極高的能量密度，這是因為電池中封裝了更多活性材料，且電極和隔膜越來越薄、越來越輕。這些均要電池組成材料之間的完美搭配、若設計不足或者濫用，就會出現熱失控現象，導致冒煙、起火甚至爆炸等事故。

因此對鋰離子電池的生產和使用過程中的安全性評價非常重要，下面就讓我們用日立DSC7000系列對鋰離子充電電池電解液以及正極材料進行安全性評價。

樣品處理和容器

■樣品處理的氣氛

LIB的構成中包含很多反應性高的材料。實際產品被封裝在惰性氣氛中，因此DSC測定也必須將其密封在惰性氣體中進行。（為了防止大氣中的水分、氧氣、二氧化碳等氣氛對樣品的影響、樣品處理在手套箱中進行。）

■容器

樣品分解出現的氣體、會污染DSC傳感器、可能造成儀器功能損壞，因此需選擇密封形的容器。另外測試時容器內部壓力增大，故要選擇高耐壓值的SUS密封容器。

電解液正極材料的熱特性的研究

■電解液

樣品中溶劑為高介電常數溶劑碳酸乙烯酯（EC）和低粘度溶劑碳酸甲基乙基酯（EMC），電解質為六氟磷酸鋰（LiPF6）。

在升溫過程中，該電解液先熔融再分解，在244℃開始熔融，分解放熱峰溫度278℃，同時還可以得到其分解放熱量。

■電解液+正極材料

這里顯示把電解液和正極材料混合密封在容器中的樣品的DSC測定結果。正極材料是充電狀態的錳酸鋰（LixMn2O4、X=0(充電狀態)）。

183℃附近有一個放熱反應，隨后有一個放熱峰，放熱峰峰值約為290℃，與上述的電解液相比、在低溫測得（183℃）開始放熱，這是正極材料的熱分解，釋放氧氣、使得電解液氧化分解。

從上述DSC測定中，可觀察到熱分解的起始溫度、可以評價LIB的熱穩定性、起始溫度越高熱穩定性越高。本資料顯示的是完全充電狀態的結果、也有充電越多，Li脫離量越多、熱穩定性也會越降低的報告。不可否認，隨著新能源汽車財政補貼大幅退坡，整車公司在部分車型上換裝磷酸鐵鋰離子電池，正是為應對補貼退坡帶來的成本壓力。動力鋰電池作為新能源汽車的核心部件，占新能源汽車成本的40％左右。據電池我國網了解，2018年國內三元電池電芯的主流價格在1．2元／Wh左右，PACK成本在0．2元附近。在這樣的電芯價格下，假設一款A級純電動汽車的電池容量為50kWh，其整個電池包的價格就會在7萬元附近。而關于售價在10萬元以下的A0級車，三元鋰離子電池在其成本構成中占比可能更高，假如僅盲目追求高能量密度和高續航里程，那么車企可能要做虧本買賣。

磷酸鐵鋰離子電池因沒有鎳、鈷等貴金屬，其成本目前在0．6元－0．9元／Wh，且相對穩定。磷酸鐵鋰較低的成本使得整車公司在新能源汽車財政補貼大幅退坡環境下仍有利可圖。同時，就目前國內新能源乘用車消費市場來看，A0級以下的乘用車對價格敏感度更高，也更追求高性價比，磷酸鐵鋰在該領域的應用仍有很大優勢。在新能源汽車逐漸市場化的情況下，磷酸鐵鋰離子電池的成本優勢將成為其與三元電池競爭最有利的武器。