鋰離子電池由于兼具高比能量和高比功率的顯著優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是最具發(fā)展?jié)摿Φ膭?dòng)力電池體系。
目前制約大容量鋰離子動(dòng)力電池應(yīng)用的最主要障礙是電池的安全性，即電池在過(guò)充，短路、沖壓、穿
刺、振動(dòng)、高溫?zé)釠_擊等濫用條件下，極易發(fā)生爆炸或燃燒等不安全行為。其中，過(guò)充電是引發(fā)鋰離
子電池不安全行為的最危險(xiǎn)因素之一。
鋰離子電池的過(guò)充不安全行為主要來(lái)致于其所采用的有機(jī)溶液電解質(zhì)。由于有機(jī)溶劑不能象水
溶液電池體系中的水那樣實(shí)現(xiàn)可逆的分解一復(fù)合，因此對(duì)過(guò)充極為敏感。當(dāng)電池處于過(guò)充狀態(tài)時(shí)，陰
極脫鋰電位隨過(guò)充程度增加而迅速上升。超出電解質(zhì)的電化學(xué)穩(wěn)定窗口后，有機(jī)電解質(zhì)溶液在陰極表
面發(fā)生不可逆的氧化分解，產(chǎn)生可燃性有機(jī)小分子氣體并放出大量熱，導(dǎo)致電池溫度及內(nèi)壓的急劇上
升，并引發(fā)一系列放熱反應(yīng)。如當(dāng)電池內(nèi)部溫度上升至120℃時(shí)，碳陽(yáng)極表面鈍化膜(即sEI 膜)發(fā)生
分解，失去鈍化膜保護(hù)的高活性嵌鋰碳電極與有機(jī)電解液之間發(fā)生劇烈反應(yīng)，放出大量可燃性氣體和
熱量，促使內(nèi)壓和溫度進(jìn)一步上升；當(dāng)溫度上升至200—230℃左右時(shí)，高度脫鋰的氧化物陰極材料(如
鈷酸鋰)又會(huì)發(fā)生劇烈的析氧分解，并釋放大量熱。短時(shí)間內(nèi)電池內(nèi)部大量的熱積累最終導(dǎo)致電池?zé)?br /> 失控，引起爆炸和燃燒等不安全行為。
為保證鋰離子電池的過(guò)充安全性，單只電池及電池組在實(shí)際應(yīng)用中均需配置專(zhuān)用保護(hù)電路進(jìn)行充
電管理。這種方法直接、有效，但并非萬(wàn)無(wú)一失。特別是對(duì)由幾十個(gè)電池通過(guò)串、并聯(lián)組成的動(dòng)力電
池組來(lái)說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)對(duì)每只電池的逐點(diǎn)管理難度非常之大。任何一只電池的管理失控都有可能帶來(lái)嚴(yán)重
的安全問(wèn)題。事實(shí)上，由電路控制失效引起的不安全事故時(shí)有發(fā)生。因此，需要從根本上解決鋰離子
電池自身的過(guò)充安全性問(wèn)題。
基于上述原因，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從上世紀(jì)90年代開(kāi)始一直都在積極探索各種可能的過(guò)充保護(hù)新途徑，
如電氧化聚合短路(或斷路)、氧化還原電對(duì)穿梭劑、溫度敏感電極、電壓敏感隔膜等。本文中我們將
在介紹上述方法的技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，詳細(xì)報(bào)導(dǎo)本課題單位在973項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資
助下在該研究方向所取得的一些最新研究結(jié)果。