目前的鋰離子電池安全測試和評估是在各種濫用條件下對成品電池進行各種安全測試，并在這些條件下測試磷酸鐵鋰材料和磷酸鐵鋰電池的優(yōu)異安全性能。與鋰離子電池的安全性相關(guān)的更重要的因素是由于材料和電池的固有原因而導(dǎo)致短路的可能性以及更高的短路概率。另一方面，由于在充電和放電過程中由鋰枝晶的出現(xiàn)引起的內(nèi)部短路的安全問題，放棄了使用鋰金屬作為負極的鋰二次電池。

鋰電池的安全性問題

人們普遍認為鋰離子電池在正常使用條件下是安全的，從日本豐田公司可以看出使用業(yè)內(nèi)認為最不安全的鎳基化合物。盡管磷酸鐵鋰材料是熱力學(xué)的，但其熱穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是所有當(dāng)前陰極材料中最高的并且已經(jīng)在實際安全性能測試中得到驗證，但是材料和電池短路的可能性是固有的。而且偶然，它可能是最不安全的。

首先，就材料制備而言，磷酸鐵鋰的固相燒結(jié)反應(yīng)是復(fù)雜的非均相反應(yīng)（盡管一些合成技術(shù)聲稱是液相合成工藝，但最終需要高溫固相燒結(jié)的工藝）。有固相磷酸鹽，氧化鐵和鋰鹽，加上碳前體和還原氣相。為了確保磷酸鐵鋰中的鐵元素為正二價，燒結(jié)反應(yīng)必須在還原氣氛中進行，并且在將鐵離子還原成正二價鐵離子的過程中強還原氣氛，那里將是一種積極的二價鐵離子進一步還原成微量元素鐵的可能性。元素鐵導(dǎo)致電池微短路，這是電池中最忌諱的物質(zhì)。這是日本在動力鋰離子電池中不使用磷酸鐵鋰的主要原因之一。

此外，固相反應(yīng)的一個重要特征是反應(yīng)的緩慢和不完全，這使得在磷酸鐵鋰中痕量Fe2O3的可能性。美國的Argonne實驗室將磷酸鐵鋰的高溫循環(huán)不良的缺陷歸因于Fe2O3。充電和放電循環(huán)期間的溶解和負極上的元素鐵的沉淀。另外，為了提高磷酸鐵鋰的性能，需要對其顆粒進行納米粒子化。納米材料的一個重要特征是它們的低結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性以及高化學(xué)活性，這也在一定程度上增加了鐵磷酸鐵中鐵溶解的可能性，特別是在高溫循環(huán)和儲存條件下。實驗結(jié)果還表明，通過化學(xué)分析或負電極上的能譜分析來測試鐵的存在。

從制備磷酸鐵鋰電池的角度來看，由于磷酸鐵鋰納米尺寸顆粒小，比表面積高，并且高比表面積活性炭具有強氣體，例如空氣中的水分，碳涂層工藝。吸附導(dǎo)致電極加工性能差，粘合劑對其納米顆粒的粘附性差。在電池制備過程中或在充電和放電循環(huán)以及電池的存儲期間，納米顆粒容易與電極分離，導(dǎo)致電池的內(nèi)部微短路。

據(jù)我們所知，磷酸鐵鋰電池在電池制造商的制造過程中和消費者的使用過程中都具有高的短路率。電池制造商經(jīng)常從電池制備過程開始尋找問題，而磷酸鐵鋰材料固有原因引起的短路問題往往得不到認可。幾年前，當(dāng)汽車在高速公路上行駛時，美國A12318650磷酸鐵鋰電池在電動汽車上爆炸。后來的調(diào)查得出結(jié)論，接線的螺釘沒有擰緊，導(dǎo)致電池因過熱而爆炸。但是，我們認為由于電池內(nèi)部短路引起火災(zāi)爆炸的可能性更大。外部螺釘不擰緊產(chǎn)生的熱量將導(dǎo)致18650型鋰電池嚴重的火災(zāi)和爆炸現(xiàn)象。