第一作者：YubaiZhang

通讯作者：宋平安；郭再萍

通讯单位：南昆士兰大学；阿德莱德大学

DOI：10./advs.

行业背景

鉴于当前全球环保和“碳中和”理念的进一步深化，新能源汽车的发展势不可挡。传统燃料汽车竞争力明显不足，并且很有可能面临淘汰。然而，近年来新能源汽车自燃事故频发，其中主要原因是锂离子电池的热失控问题。

众所周知，锂离子电池本身性能脆弱，长时间过充放电会导致过热，进而形成枝晶并引发短路。与此同时，锂离子电池在受到挤压、碰撞时也容易发生内部短路。电池温度的逐渐升高会导致电解液气化、电池组内激烈氧化，从而引发火灾。

那么，锂离子电池的安全性如何呢？

新能源汽车频繁发生自燃事件，不禁让人们对锂离子电池的安全性产生担忧。毕竟，现代社会中锂离子电池的应用已经深入到人们生活的各个方面。我们生活中常见的电子设备，如数码相机、笔记本电脑、手机等，都离不开锂离子电池。如果锂离子电池存在问题，对我们来说将构成潜在或直接的安全威胁。

锂离子电池是碱金属离子电池的一种，其中还包括钠离子电池和钾离子电池。针对碱金属离子电池的安全性，我们可以参考最近一篇名为“下一代防火安全碱金属离子电池之路”的研究。该研究由澳大利亚的郭再萍院士和宋平安教授团队进行，介绍了对碱金属离子电池的防火安全性进行评估，并提出了相应的防火安全方法。

全文速览

高能量和功率密度的碱金属离子（即Li+、Na+和K+）电池（AIBs），特别是锂离子电池（LIBs），被广泛应用于各种大型和小型能量存储设备，并为电动汽车和电子产品提供动力。然而，越来越多的LIBs由于热失控而引发的火灾，造成重大伤亡和巨大的经济损失。因此，迄今为止，人们通过先进的材料设计、热管理和消防安全表征来创建可靠的防火安全的AIBs。在这篇综述中，作者们重点介绍了电池的热稳定性和电化学性能设计，以及最先进的消防安全评估方法。本文还提出了现有材料设计、热管理和防火安全评估等方面的关键挑战。此外，还提出了下一代防火安全的电池研究方向，以确保其在实际应用中的可靠性。

图文解析

1.背景介绍

能源储存装置已被深入研究用于电网中的可再生能源储存以及为电动汽车和便携式电子设备供电，LIBs因其能量密度高、自放电低、输出电压高、无记忆效应、维护成本低等优点，已经成为最广泛的选择。与此同时，尽管锂在工业上得到了大量应用，但锂的匮乏和全球分布不均，促使人们探索其他更廉价、更可持续的AIBs。例如，钠离子电池（SIBs）和钾离子电池（PIBs）也被深入研究，其储能机制与LIBs类似。

然而，LIBs由于其本身火灾问题而饱受困扰，特别是各种电子设备和电动汽车中的应用。由于电池故障导致的热失控，电池起火（有时甚至爆炸）的报道屡屡出现。为此，人们付出了很大的努力来提高LIB的防火安全性，降低事故发生频率，但效果仍不尽如人意。这个问题对于电网规模的应用尤其关键，因为至少有数百个锂电池串联在一个电池组中，这可能会成倍地增加火灾风险。最近，发生了一些由失效的LIBs引起的严重火灾。随着电池起火事件的发生，在过去的五年中，由于使用了有缺陷的、不安全的LIBs而直接召回了大量的产品（见图1）。因此，创建防火电池，缓解和避免其热失控是至关重要的。这可以通过设计防火电池材料和改进电池热管理系统来实现。

图1.过去5年召回的与LIBs相关的电子消费品的数量（相关数据来源于美国消费品安全委员会