上帝之杖
圖注：日本蒼龍級潛艇，其最大亮點是對電力系統的改進，即採用鋰離子蓄電池取代鉛酸蓄電池 實際上從鋰離子電池興起的時刻起，它就被視為極具潛力的未來潛艇動力電池發展方向。但是鋰電池在安全性上的不足——特別是大量鋰電池串並聯時，由於電池本身製造的一致性差異，引發個別電池過充過放，最後導致熱失控引發起火爆炸等問題。
鋰離子電池在潛艇中應用較多,以此為例說一說鋰離子電池在實際應用中存在的安全隱患。潛艇電池艙是容積很大的兩個密閉艙室，電池數量多、體積容量較大，配置有周密的蒸餾水冷卻系統，這種大規模的鋰離子電池組充放電過程中產生的熱量及危險評估，必須高度重視。因此，各國對鋰離子電池組在潛艇上的應用十分謹慎，進展較慢。
不過，有資料顯示：鋰離子電池並不含金屬鋰，在充放電過程中，只需鋰離子嵌入與脫出，這樣可使電池過熱和內部短路的概率降到最低，進而大幅提高了安全與穩定性能，可在艙室密閉環境下，為潛艇提供可靠的電能保證，以滿足潛艇推進系統的安全要求。這次日本“蒼龍”級潛艇更換鋰離子電池組，相信其已經過嚴格的使用標準檢驗，鋰離子電池組確實已經在先進電池控制系統等技術的輔助下，滿足潛艇安全要求。我們也將拭目以待，借鑑和參考“蒼龍”級換裝鋰離子電池組的成功經驗，期盼我國常規潛艇在新動力方面也有更大突破。
最近，有大量報道中國研製出了石墨烯基鋰離子電池，其原理是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性，開發出一種高溫長壽命新能源鋰離子電池。據相關資料顯示，加入石墨烯材料，同等體積的電容可擴充5倍以上的容量，而鋰離子電池電極中加入石墨烯則可大幅度提高其導電性能。顯然，鋰離子電池組這種性能優勢，必將成為常規潛艇動力電池的發展趨勢，應用前景廣闊。
兵工科技
近些年手機和筆記本電池燃燒爆炸早已不能吸引眼球，電動汽車爆燃和鋰電工廠的大火才算是新聞。而最近發生的Samsung Galaxy Note 7 大範圍電池起火爆炸事件，再次將鋰離子電池的安全性問題推到了風口浪尖。 除了使用狀況方面的外部因素，鋰離子動力電池的安全性主要取決於基本的電化學體系以及電極/電芯的結構、設計和生產工藝等內在因素，而電芯所採用的電化學體系則是決定電池安全性的最根本因素。筆者這裡將從幾個不同的角度來分析鋰離子電池的安全性問題。 熱力學的角度：研究已經證實，不僅僅是在負極，正極材料的表面也覆蓋一層很薄鈍化膜，覆蓋在正負極表面的鈍化膜對鋰離子電池各方面性能均會產生非常重要的影響，並且這個特殊的界面問題只有在非水有機電解液體系才存在。筆者這裡要強調的是，從費米能級的角度而言，現有的鋰離子電池體系在熱力學上是不穩定的，它之所以能夠穩定工作是因為正極和負極表面的鈍化膜在動力學上隔絕了正負極與電解液的進一步反應。 因此，鋰電的安全性與正負極表面的鈍化膜的完整和緻密程度直接相關，認識這個問題對理解鋰電的安全性問題將是至關重要的。 熱傳遞角度：鋰離子電池的不安全行為(包括電池在過充過放、快速充放電、短路、機械濫用條件和高溫熱衝擊等情況)容易觸發電池內部的危險性副反應而產生熱量，直接破壞負極和正極表面的鈍化膜。 當電芯溫度上升到130℃以後，負極表面的SEI膜分解，導致高活性鋰碳負極暴露於電解液中發生劇烈的氧化還原反應，產生的熱量使電池進入高危狀態。當電池內部局部溫度升高到200℃以上時，正極表面鈍化膜分解正極發生析氧，並繼續同電解液發生劇烈反應產生大量的熱量並形成高內壓。當電池溫度達到240 ℃以上時，還伴隨鋰炭負極同粘結劑的劇烈放熱反應。 可見，負極表面SEI膜的破損從而導致高活性嵌鋰負極與電解液的劇烈放熱反應，是導致電池溫度升高進而引發電池熱失控的直接原因。而正極材料的分解放熱只是熱失控反應其中的一個環節，甚至都不是最主要的因素。 磷酸鐵鋰(LFP)結構非常穩定通常狀態下不發生熱分解，但是其它危險性副反應在LFP電池中仍然存在，因此LFP電池的“安全性”只是相對意義上的。從以上分析我們可以看到，溫度控制對鋰電安全性的重要意義。相對於3C小電池而言，大型動力電池由於電芯結構、工作方式和環境等多方面的因素導致散熱更加困難，因此大型動力電池系統的熱管理設計至關重要。
