鋰電池熱失控克星：氧化鎂的新能源阻燃應用

點擊數(shù)：3542025-11-19 16:18:28　來源: 氧化鎂|碳酸鎂|輕質(zhì)氧化鎂|河北鎂神科技股份有限公司

　　鋰電池熱失控的核心隱患在于高溫引發(fā)的連鎖放熱反應，而氧化鎂憑借高熔點、良好的化學穩(wěn)定性等特性，能從隔膜改性、電極優(yōu)化、固態(tài)電解質(zhì)研發(fā)等多個關鍵環(huán)節(jié)切斷熱失控鏈條，同時兼顧電池電化學性能，成為新能源鋰電池阻燃防護的關鍵材料，以下是其具體應用及作用原理：

　　改性隔膜

　　傳統(tǒng)鋰電池隔膜易高溫失效，是觸發(fā)熱失控的重要誘因，氧化鎂及衍生物可通過涂層改性解決這一痛點。一方面，氫氧化鎂涂覆隔膜受熱分解時會生成氧化鎂，形成致密的陶瓷骨架，即便處于200℃以上高溫，隔膜也能保持結構完整，避免傳統(tǒng)聚烯烴隔膜收縮熔化導致的正負極短路。另一方面，這種改性隔膜的致密結構和剛性骨架能阻擋鋰枝晶生長穿透，減少因鋰枝晶引發(fā)的內(nèi)短路發(fā)熱問題。此外，納米氧化鎂涂層還可優(yōu)化鋰離子傳輸路徑，在提升安全性的同時，保證電池充放電效率，避免涂層過密使內(nèi)阻變大。

　　優(yōu)化電極材料，提升安全與循環(huán)性能

　　氧化鎂在正負極材料中添加后，既能控制熱失控，又能改善電極使用性能。在正極側，高純納米氧化鎂作為添加劑，可穩(wěn)定電極晶格結構，減輕電解液對正極材料的酸性腐蝕，延緩正極在循環(huán)過程中的性能衰退，同時其熱穩(wěn)定性可控制正極材料高溫分解放熱。在負極側，向錫復合物等負極材料中加入微米級氧化鎂，既能借助其阻燃性防止負極高溫燃燒，又能通過物理填充作用穩(wěn)定負極結構，避免充放電時負極體積劇烈變化導致的結構破壞，還能提升負極導電性，讓電池循環(huán)性能更穩(wěn)定，減少因電極失效引發(fā)的熱失控風險。

　　助力固態(tài)電解質(zhì)研發(fā)，根治液態(tài)電解液隱患

　　傳統(tǒng)液態(tài)電解液易燃、易漏液，是鋰電池熱失控時火勢蔓延的重要介質(zhì)，而氧化鎂是固態(tài)電解質(zhì)的核心組分。它具備高離子電導率和優(yōu)異化學惰性，應用于固態(tài)鋰電池時，既能避免金屬鋰負極與電解液的副反應，又能支持-40℃至200℃的寬工作溫度范圍，大幅提升電池熱穩(wěn)定性。同時，以此制成的固態(tài)電解質(zhì)可替代液態(tài)電解液，從源頭解決電解液易燃問題，還能進一步提升電池能量密度上限，適配新能源汽車等大功率動力電池的需求。

　　發(fā)揮阻燃本質(zhì)，控制高溫連鎖反應

　　氧化鎂本身熔點高達2852℃，熱穩(wěn)定性極強。當鋰電池因過充、短路等出現(xiàn)局部過熱時，它能通過晶格振動吸收大量熱量，快速降低電池內(nèi)部溫度，延緩電極材料熱分解、電解液裂解等放熱進程，控制連鎖反應的啟動。若與氫氧化鎂復配使用，氫氧化鎂分解釋放的水蒸氣可進一步強化降溫效果，而氧化鎂形成的無機屏障則能阻擋火焰擴散，縮小熱失控范圍，顯著降低電池起火爆炸的風險。

　　電解液體系優(yōu)化，延長電池安全壽命

　　鋰電池電解液中的游離酸會腐蝕電極材料，加速電池老化變質(zhì)，長期使用易埋下熱失控隱患。納米氧化鎂可作為電解液的脫酸劑和pH調(diào)節(jié)劑，通過中和游離酸降低電解液腐蝕性，減少電極損耗和副反應放熱。而且高純度氧化鎂能嚴格控制金屬雜質(zhì)含量，不會與電解液發(fā)生不良反應，也不會污染電池內(nèi)部體系，在保障電池長期循環(huán)穩(wěn)定性的同時，進一步降低因電解液劣化引發(fā)的熱失控概率。