مزیت خودروهای انرژی جدید این است که نسبت به خودروهای بنزینی کم کربن و سازگار با محیط زیست هستند. این خودرو از سوخت های غیر متعارف خودروها به عنوان منبع انرژی مانند باتری های لیتیومی و سوخت هیدروژنی استفاده می کند. باتریهای لیتیوم یونی کاربردهای گستردهای دارند، علاوه بر وسایل نقلیه انرژی جدید، تلفنهای همراه، رایانههای نوتبوک، رایانههای لوحی، منابع تغذیه موبایل، دوچرخههای برقی، ابزارهای برقی و غیره.
با این حال، ایمنی باتری های لیتیوم یون را نمی توان دست کم گرفت. بسیاری از تصادفات نشان داده اند که وقتی افراد به طور نامناسب شارژ می شوند یا دمای محیط بیش از حد بالا است، ایجاد احتراق و انفجار خود به خودی باتری های لیتیوم یونی بسیار آسان است که به بزرگترین نقطه درد در توسعه باتری های لیتیوم یون تبدیل شده است.
اگرچه ماهیت باتری لیتیومی سرنوشت «قابل اشتعال و انفجاری» آن را تعیین می کند، اما کاهش خطر و ایمنی کاملاً غیرممکن نیست. با پیشرفت مداوم فناوری باتری، چه شرکت های تلفن همراه یا شرکت های خودروهای انرژی نو، از طریق یک سیستم مدیریت باتری معقول و سیستم مدیریت حرارتی، باتری می تواند ایمنی را بدون انفجار یا احتراق خود به خود تضمین کند.
1. بهبود ایمنی الکترولیت
فعالیت واکنشی بالایی بین الکترولیت و الکترودهای مثبت و منفی به خصوص در دماهای بالا وجود دارد. به منظور بهبود ایمنی باتری، بهبود ایمنی الکترولیت یکی از روش های موثرتر است. خطرات بالقوه ایمنی الکترولیت را می توان با افزودن افزودنی های کاربردی، استفاده از نمک های لیتیوم جدید و استفاده از حلال های جدید به طور موثر حل کرد.
با توجه به عملکردهای مختلف افزودنیها، میتوان آنها را به دستههای زیر تقسیم کرد: افزودنیهای حفاظت ایمنی، افزودنیهای تشکیلدهنده فیلم، افزودنیهای حفاظت الکترود مثبت، افزودنیهای نمک لیتیوم تثبیتکننده، افزودنیهای تقویتکننده رسوب لیتیوم، افزودنیهای ضد خوردگی کلکتور جریان، و افزودنیهای افزایشدهنده ترشوندگی .
2. بهبود ایمنی مواد الکترود
فسفات آهن لیتیوم و مواد کامپوزیت سه تایی به عنوان مواد کاتدی کم هزینه و "ایمنی عالی" در نظر گرفته می شوند و ممکن است در صنعت خودروهای الکتریکی رایج شوند. برای مواد الکترود مثبت، روش رایج برای بهبود ایمنی آن اصلاح پوشش است. به عنوان مثال، پوشش سطح ماده الکترود مثبت با یک اکسید فلزی می تواند از تماس مستقیم بین ماده الکترود مثبت و الکترولیت جلوگیری کند، از تغییر فاز ماده الکترود مثبت جلوگیری کند و پایداری ساختاری آن را بهبود بخشد و اختلالات کاتیون ها را کاهش می دهد. شبکه کریستالی برای کاهش تولید گرما توسط واکنش های جانبی.
برای مواد الکترود منفی، از آنجا که سطح اغلب مستعد تجزیه ترموشیمیایی و تولید گرما در باتری لیتیوم یونی است، بهبود پایداری حرارتی فیلم SEI یک روش کلیدی برای بهبود ایمنی مواد الکترود منفی است. از طریق اکسیداسیون ضعیف، رسوب اکسید فلز و فلز، پوشش پلیمری یا کربنی، می توان پایداری حرارتی مواد الکترود منفی را بهبود بخشید.
3. طراحی حفاظت ایمنی باتری را بهبود بخشید
علاوه بر بهبود ایمنی مواد باتری، باتریهای لیتیوم یون تجاری بسیاری از اقدامات حفاظتی ایمنی را اتخاذ میکنند، مانند تنظیم دریچههای ایمنی باتری، فیوزهای حرارتی، اتصال قطعات با ضرایب دمای مثبت به صورت سری، استفاده از دیافراگمهای مهر و موم شده حرارتی، بارگذاری مدارهای حفاظتی اختصاصی، و سیستم مدیریت باتری اختصاصی و غیره نیز وسیله ای برای افزایش امنیت است.