Akumulator litowy Bezpieczeństwo: Materiały aktywne, elektrolity i przepony!

1 Technologia ochrony membrany
1.1 Modyfikacja powierzchni Bazując na oryginalnej membranie poliolefinowej, powłoka powierzchniowa może poprawić odporność membrany na wysokie temperatury i działanie elektrochemiczne. Materiały modyfikowane powłokami obejmują głównie nanocząstki nieorganiczne i polimery organiczne.
Nieorganiczne modyfikowane materiały powłokowe obejmują cząstki nieorganiczne Al2O3, SiO2, TiO2 i ZrO2, w porównaniu z Al2O3, powłoka ceramiczna Boehmite (AlOOH) ma wyższą temperaturę odporności cieplnej, niższą gęstość, niski opór wewnętrzny i inne zalety, przyszły potencjał zastosowania membrany modyfikowanej AlOOH jest większy . Przygotowano dwa rodzaje membran kompozytowych, B1 i B2, stosując proszek Boehmite o grubości 0,741 μm i 1,172 μm jako materiał powłokowy, PVDF jako spoiwo i membranę PP o grubości 9 μm jako podłoże, a ich właściwości zostały przetestowane. Wszechstronne działanie membrany kompozytowej Boehmite/PP jest lepsze niż membrany PP. Na przykład membrana B0 (niemodyfikowana membrana PP) kurczy się o ponad 57% w temperaturze 140 ° C, podczas gdy membrana B1 kurczy się o mniej niż 3% i pozostaje nienaruszona w temperaturze 180 ° C; Wytrzymałość na rozciąganie membrany B1 była o 18,8% większa niż membrany B0, a wytrzymałość membrany B2 na przebicie była o 54,4% większa niż membrany B0. W ciągu 30 sekund elektrolit może całkowicie przeniknąć do membrany B2, podczas gdy membrana B0 może przeniknąć do mniej niż 1/2 obszaru.
Al2O3, Boehmite i inne nanopowłoki nieorganiczne, chociaż mogą zwiększać odporność cieplną membrany, ale także łatwo blokować pory membrany, utrudniają transmisję Li+, z tego powodu badacze wykorzystują polimery jako materiały powłokowe do modyfikacji membrany poliolefinowej. Takie polimery obejmują PVDF, PVDC, ANF, PAN, PMMA i PDA. Powlekanie membrany poliolefinowej PVDF i kopolimerem jest obecnie dojrzałą metodą modyfikacji membrany.

1.2 Różne systemy membran Membrany na bazie poliimidu (PI) są uważane za nową generację materiałów membran do akumulatorów litowo-jonowych ze względu na ich dobrą odporność cieplną, stabilność chemiczną i idealne właściwości mechaniczne. Membrana PI przygotowana metodą elektroprzędzenia ma zalety niskiego kosztu, dużej możliwości kontroli i dużej porowatości, ale przygotowana membrana ma słabą wytrzymałość mechaniczną, duży rozmiar porów i szeroki rozkład wielkości porów, co może pogorszyć reakcję samorozładowania i przesłuchu bateria. Ponadto metoda elektroprzędzenia wiąże się również z problemami związanymi z niską produktywnością, słabą powtarzalnością i zanieczyszczeniem środowiska, a ponadto nadal napotyka wiele wąskich gardeł w produkcji na skalę przemysłową. W związku z tym YR Deng i in. przygotowali membranę aerożelową PI (PIA) o jednolitej porowatości, odporności na wysoką temperaturę i dobrych parametrach elektrochemicznych, stosując metodę zol-żel i suszenie nadkrytyczne, i zastosowali ją w akumulatorach litowo-jonowych. Porowatość (78,35%) i stopień absorpcji elektrolitu (321,66%) membrany PIA są wysokie, co pomaga poprawić wydajność elektrochemiczną akumulatorów litowo-jonowych. Półbaterię LiFePO4-Li z membraną PIA można stabilnie cyklicznie przełączać ponad 1000 razy przy stosunku 1C przy 2,8 ~ 4,2 V, a współczynnik utrzymania pojemności przekracza 80%. Dzięki wysokiej stabilności termicznej PIA, półbateria LiFePO4-Li z membraną PIA może pracować stabilnie w temperaturze 120°C. W celu określenia wpływu poprawy bezpieczeństwa akumulatorów litowo-jonowych, elektroda dodatnia LiFePO4, PIA separator i grafitowa elektroda ujemna zostały zmontowane w elastyczną baterię opakowaniową w porównaniu z separatorem Celgard 2400, a niekontrolowane zachowanie termiczne całego akumulatora zostało zbadane za pomocą kalorymetru przyspieszającego (ARK). Stwierdzono, że niekontrolowaną temperaturę akumulatora przy użyciu membrany PIA można zwiększyć ze 131 ℃ do 170 ℃ przy użyciu akumulatora membrany Celgard 2400, a współczynnik wzrostu wynosi około 30%.
Wśród wielu przepon systemowych znajdują się przepony z politereftalanu etylenu (PET), celulozy, fluoropolimerów itp. Główne parametry wydajności kilku przepon i przepon poliolefinowych (PP lub PE) porównano w Tabeli 1.

Jak widać z tabeli 1, zarówno stabilność termiczna, jak i szybkość wchłaniania cieczy przez te membrany zostały znacznie poprawione, co zapewnia więcej możliwości opracowywania akumulatorów litowo-jonowych o wysokim bezpieczeństwie.

1.3 Zamknięta membrana termicznaZamknięta membrana termiczna to membrana, która w określonej temperaturze będzie miała zamknięty otwór i blokuje kanał jonowy. Początkowa membrana uszczelniająca termicznie miała pokryć powierzchnię membrany PP mikrosferami parafinowymi, ale ze względu na duży rozmiar mikrosfer i nierówną powłokę miało to wpływ na współczynnik wydajności akumulatora. Ponadto reakcja mikrosfer parafinowych jest powolna, gdy temperatura wzrasta szybko, co łatwo powoduje opóźnienie reakcji na temperaturę i nie może powstrzymać niekontrolowanego zachowania termicznego akumulatora. Z tego powodu WX Ji i in. zaproponowali zgrzewaną na gorąco membranę modyfikowaną mikrosferami z kopolimeru etylenu i octanu winylu. Dzięki odpowiedniej temperaturze reakcji termicznej (90°C), małemu rozmiarowi cząstek (około 1μm) oraz wysokiej stabilności chemicznej i elektrochemicznej mikrosfer kopolimeru etylenu i octanu winylu, modyfikowana membrana mikrosfery zapewnia nie tylko brak wpływu na parametry elektrochemiczne , ale także niezawodna funkcja wyłączania termicznego w wysokiej temperaturze. Zmontowano elastyczny akumulator litowo-kobaltowo-grafitowy o pojemności 20 Ah z membraną PP i odpowiednio zmodyfikowaną membraną, po czym przeprowadzono test zwarciowy. Wyniki pokazują, że: na początku zwarcia napięcie akumulatora wykorzystującego membranę PP gwałtownie spada, generując duży prąd zwarciowy i uwalniając dużą ilość ciepła Joule'a, dzięki czemu wewnętrzna temperatura akumulatora szybko osiąga 131,2℃ , aż napięcie spadnie do 0 V, temperatura zacznie spadać. Gdy membrana jest pokryta mikrosferami z kopolimeru etylenu i octanu winylu, napięcie w obwodzie otwartym gwałtownie wzrasta po nagłym spadku na początku zewnętrznego zwarcia, a maksymalna temperatura powierzchni ogniwa wynosi zaledwie 57,2℃. Dzieje się tak, ponieważ ciepło Joule'a wywołane zewnętrznym zwarciem powoduje, że mikrosfery kopolimerowe naniesione na powierzchnię membrany topią się i zapadają, a po przekształceniu w gęstą polimerową warstwę izolacyjną na powierzchni membrany PP, transmisja Li+ pomiędzy elektrody dodatnia i ujemna są uszkodzone w akumulatorze, przez co akumulator znajduje się w stanie otwartym. Można zauważyć, że membrana uszczelniająca termicznie może zapobiegać znacznemu wzrostowi temperatury akumulatora w przypadku zewnętrznego zwarcia, poprawiać bezpieczeństwo akumulatorów litowo-jonowych o dużej pojemności i wykazywać dobre perspektywy zastosowania.

1.4 Membrana endotermiczna ZF Liu i in. przygotowali membranę regulującą temperaturę ze zmianą fazy, która może na miejscu absorbować ciepło wytwarzane w akumulatorze. Materiał o przemianie fazowej (PCM) z funkcją magazynowania ciepła jest zintegrowany z membraną z włókna PAN, aby zapewnić membranie funkcję regulacji temperatury. W warunkach nadużyć wewnętrzny moduł PCM nagrzewa się i topi, czemu towarzyszy duża ilość utajonego ciepła, które może w odpowiednim czasie pochłonąć ciepło wytworzone wewnątrz akumulatora, aby zapobiec ucieczce ciepła. W normalnych warunkach pracy, ze względu na dużą porowatość i dobre powinowactwo elektrolitowe membrany z włókna PAN, akumulator zmontowany na bazie materiału membrany charakteryzuje się niskim potencjałem polaryzacyjnym, szybkim transportem jonów itp., wykazując idealne parametry elektrochemiczne. Akumulator litowo-jonowy z fosforanem litowo-żelazowym i grafitem o pojemności 63 mAh, zmontowany w oparciu o tego rodzaju materiał membrany, można przywrócić do temperatury pokojowej w ciągu 35 sekund po eksperymencie akupunktury. Pokazuje to, że membrana regulująca temperaturę ze zmianą fazy ma dobrą zdolność regulacji temperatury akumulatora po wewnętrznym zwarciu i zapewnia wewnętrzne zabezpieczenie przed przegrzaniem akumulatorów litowo-jonowych o dużej gęstości energii, a także zapewnia metodę poprawy bezpieczeństwa akumulatorów litowo-jonowych . Eksperyment z akupunkturą przeprowadzono w oparciu o 63 mAh litowo-fosforanowo-grafitowy akumulator litowo-jonowy, pojemność akumulatora jest stosunkowo mała, a zdolność regulacji temperatury i praktyczne perspektywy w akumulatorach o dużej pojemności nie zostały jeszcze zweryfikowane.

2 Bezpieczny elektrolit
2.1 Ciecz jonowa Ciecz jonowa to stopiona sól o temperaturze topnienia poniżej 100°C, w stanie stopionym, składająca się wyłącznie z kationów i anionów. Duża liczba jonów w cieczy jonowej zapewnia wysoką przewodność, ale ma także dobrą stabilność termiczną, stabilność chemiczną, elektrochemiczną stabilność REDOX, nieulotność i niskie ciepło reakcji z aktywnym materiałem elektrody, co ważniejsze, jest całkowicie niepalna , zatem oczekuje się, że stanie się elektrolitem o wysokim bezpieczeństwie. Całkowity brak cząsteczek rozpuszczalnika w elektrolicie spowoduje szereg problemów, takich jak większość cieczy jonowych nie da się rozłożyć w celu utworzenia stabilnej warstwy SEI, a materiały na bazie węgla, takie jak anoda grafitowa, są słabo kompatybilne, dlatego można je stosować tylko wyższy koszt Li4Ti5O12 lub anody niewęglowej. Wprowadzenie dodatków błonotwórczych lub sulfonimidu fluorku litu (LiFSI), a także zastosowanie elektrolitu solnego o wysokim stężeniu może poprawić stabilność granicy faz, ale nie rozwiązuje problemu wysokiej lepkości cieczy jonowej, słabej infiltracji i niskiego współczynnika dyfuzji Li+ spowodowanego przez słabą wydajność materiałów elektrodowych.
Rozpuszczalnik węglanowy ma niską lepkość i wysoką stałą dielektryczną, może poprawić właściwości fizyczne i chemiczne cieczy jonowej i może rozkładać się, tworząc stabilną warstwę SEI. Mieszanie cieczy jonowej z rozpuszczalnikiem węglanowym w celu przygotowania niepalnego elektrolitu jest metodą zrównoważenia wydajności i bezpieczeństwa akumulatora. Lepkość, zwilżalność i współczynnik dyfuzji Li+ zmieszanego elektrolitu mają ograniczony wpływ na poprawę. Elektrolit zawiera 20% związków łatwopalnych, które nadal będą stwarzać pewne zagrożenie dla bezpieczeństwa akumulatorów litowo-jonowych. Bezpieczeństwo akumulatora można dodatkowo poprawić, mieszając szybkozapłonowe, niepalne rozpuszczalniki sulfonowe z cieczami jonowymi.

2.2 Rozpuszczalnik fluorowany Rozpuszczalnik fluorowany jest rodzajem rozpuszczalnika do elektrolitu w akumulatorach litowo-jonowych, który został obecnie szczegółowo zbadany i jest szeroko stosowany w elektrolicie do akumulatorów litowo-jonowych o wysokim bezpieczeństwie. Atom fluoru ma mały promień atomowy, silną elektroujemność, niską polaryzowalność, a rozpuszczalnik fluorowy ma zalety niskiej temperatury krzepnięcia, wysokiej temperatury zapłonu i dobrej infiltracji między elektrodami i tak dalej.

2.3 Rozpuszczalnik fosforoorganiczny Związki fosforoorganiczne charakteryzują się wysoką temperaturą wrzenia, niską lepkością i wysoką stałą dielektryczną. W porównaniu z cieczami jonowymi. Związki te charakteryzują się niskim kosztem i łatwą syntezą. W międzyczasie. Ma podobną strukturę molekularną do węglanu. Jest to rozpuszczalnik, w przypadku którego oczekuje się, że uzyska elektrolit opóźniający palenie/niepalny. Obecnie prawie wszystkie opisane w literaturze rozpuszczalniki na bazie estrów fosforanowych są niekompatybilne z anodą grafitową, to znaczy grafit nie może stabilnie i wydajnie ulegać odwracalnemu uderzeniu litu w istniejącym elektrolicie z estrem fosforanowym jako rozpuszczalnikiem. Podstawowym zadaniem opracowania elektrolitu na bazie estrów fosforanowych jest rozwiązanie problemu kompatybilności pomiędzy organicznym rozpuszczalnikiem w postaci estrów fosforanowych i grafitem.
Rozwój istniejących rozpuszczalników organofosforanowych obejmuje głównie ester fosforanowy, ester fosforynowy i ester fosfonianowy. Jak wspomniano wcześniej, rozpuszczalnik organofosforanowy nie jest kompatybilny z grafitową elektrodą ujemną, ładunkiem i wyładowaniem, nie może utworzyć stabilnej warstwy SEI na powierzchni elektrody ujemnej, jednocześnie doprowadzi to do współzatapiania, niszcząc strukturę warstw grafitu, dlatego we wczesnych badaniach nad estrem organofosforanowym stosowano go jedynie jako dodatek zmniejszający palność lub współrozpuszczalnik dodawany do elektrolitu w celu zmniejszenia palności elektrolitu. Wyniki pokazują, że gdy stężenie fosforanu organicznego dodanego do elektrolitu jest zbyt niskie (<10%), nie występuje wyraźny efekt zmniejszający palność; Jednakże, gdy stężenie jest wyższe (>20%), będzie to hamować zdolność wstawiania litu do grafitowej elektrody ujemnej.

2.4 Fosforonitrylowe środki zmniejszające palność Związki fosforonitrylowe są rodzajem złożonych dodatków uniepalniających. Obejmuje głównie polimerowe liniowe związki azotu fosforu i drobnocząsteczkowe cykliczne związki azotu fosforu. Główne cechy środków zmniejszających palność fosfonitrylu to. Niewielka ilość dodatku (ułamek masowy od 5% do 15%) pozwala uzyskać efekt elektrolitu opóźniającego palenie lub niepalnego. I dobra kompatybilność z materiałami elektrod. Wpływ na wydajność elektrochemiczną akumulatora litowo-jonowego jest niewielki.
Cyklofosfonitryl (PFPN) firmy Bridgestone to środek zmniejszający palność wczesnego płomienia o wysokim oknie utleniania elektrochemicznego i ma wiele zastosowań w akumulatorach litowo-jonowych wysokiego napięcia, takich jak akumulatory litowo-jonowe wykorzystujące wysokonapięciowe materiały katodowe z tlenku litu i kobaltu lub wysokiego napięcia 5 V materiały litowo-niklowo-manganianowe.

3 Technologia powlekania elektrod dodatnich
Powłoka powierzchniowa może poprawić stabilność termiczną materiałów elektrody dodatniej i jest obecnie główną technologią ochrony elektrody dodatniej. Powlekanie innych materiałów o wysokiej stabilności na powierzchni materiału elektrody dodatniej może zapobiec bezpośredniemu kontaktowi materiału elektrody dodatniej z elektrolitem, aby zahamować przejście fazowe materiału elektrody dodatniej, poprawić stabilność termiczną i zmniejszyć zaburzenie kationowe na stronie kraty. Ten rodzaj warstwy powłoki powinien charakteryzować się dobrą stabilnością termiczną i bezwładnością chemiczną, a materiały powłokowe obejmują głównie fosforany, fluorki i stałe tlenki.
Fosforan z silnym wiązaniem kowalencyjnym PO4 jest powlekany na powierzchni materiału elektrody dodatniej, co może poprawić stabilność termiczną materiału elektrody dodatniej. Jeśli stosowana jest elektroda dodatnia pokryta AlPO4, ma ona lepszą stabilność termiczną i wykazuje lepszą wydajność w teście przeładowania. M. Yoon i in. ogłosili strategię syntezy powłoki w temperaturze pokojowej polegającą na „powlekaniu + wylewaniu”. Metaliczne szkło z borku kobaltu (CoB) nałożono na bogaty w nikiel warstwowy materiał katody NCM811, co pozwoliło uzyskać pełne pokrycie powierzchni i zwilżenie granic ziaren wtórnych cząstek materiału katody, a także poprawiło parametry powiększenia i stabilność cyklu, przy cyklu 1C przy 2,8 ~ 4,3 V 500 razy. Zwiększono współczynnik zatrzymania pojemności materiału z 79,2% przed powlekaniem do 95,0%. Wyniki pokazują, że idealne działanie wynika z hamowania zarówno degradacji mikrostruktury, jak i reakcji ubocznych na granicy faz. M. Jo i in. zastosował metodę zol-żel w celu uzyskania jednolitej powłoki nanokryształów Mn3(PO4)2 na powierzchni elektrody dodatniej NCM622 w niskiej temperaturze. Powłoka Mn3(PO4)2 zmniejsza bezpośredni kontakt elektrolitu z niestabilną anodą utleniającą, zmniejszając w ten sposób stopień egzotermicznych reakcji ubocznych.

4 Strategia modyfikacji elektrody ujemnej
Sam grafit jest stosunkowo stabilny, ale grafit osadzony w litie będzie w dalszym ciągu reagował z elektrolitem w wysokich temperaturach, zaostrzając początkową akumulację ciepła w wyniku niekontrolowanej niekontrolowanej temperatury i sprzyjając niekontrolowanej reakcji łańcuchowej termicznej. Folia SEI może izolować bezpośredni kontakt między elektrodą ujemną a elektrolitem i poprawiać stabilność elektrody ujemnej. Dlatego konstrukcja folii SEI o wysokiej stabilności termicznej jest kluczową metodą izolowania reakcji bocznej pomiędzy elektrodą ujemną a elektrolitem i ograniczania ucieczki termicznej. Strukturę i właściwości folii SEI można poprawić wprowadzając do elektrolitu dodatki błonotwórcze. Na przykład perfluorooktanian amonu (APC), węglan winylidenu (VC) i węglan winylidenu (VEC) można preferencyjnie redukować i rozkładać w elektrolicie, tworząc jednolitą i gęstą warstwę polimeru na powierzchni grafitowej elektrody ujemnej i poprawiając właściwości termiczne stabilność filmu SEI. Począwszy od modyfikacji powierzchni materiału, stabilność termiczną materiałów anodowych można poprawić poprzez skonstruowanie sztucznej folii SEI, takiej jak warstwa osadzająca metal i tlenek metalu, warstwa powłoki polimerowej lub węglowej. Wraz ze wzrostem temperatury folia SEI zbudowana powyższymi dwiema metodami zawsze będzie się rozkładać, a w wyższych temperaturach reakcja egzotermiczna pomiędzy katodą litowego atramentu kopalnego a elektrolitem będzie bardziej intensywna.
Ponadto podczas ładowania dużym prądem reakcja wydzielania litu w anodzie grafitowej powoduje również ryzyko niekontrolowanej utraty ciepła w akumulatorze litowo-jonowym. Stosunek prądu ładowania określa strumień Li+ na jednostkę powierzchni materiału anody. Gdy proces dyfuzji Li+ w fazie stałej w elektrodzie ujemnej jest powolny (na przykład gdy temperatura jest zbyt niska, a stan naładowania jest wysoki), a gęstość prądu ładowania jest zbyt wysoka, powierzchnia elektrody ujemnej wywoła reakcję wydzielania litu , a wytrącone dendryty litu przebiją membranę, powodując wewnętrzne zwarcie, które spowoduje spalanie, eksplozję i inne katastrofalne skutki. Dyfuzję Li+ w fazie stałej pomiędzy warstwami grafitu można przyspieszyć poprzez skrócenie drogi dyfuzji Li+ pomiędzy warstwami grafitu i zwiększenie odstępów między warstwami grafitu.

5 Wnioski i perspektywy

Technologia akumulatorów litowo-jonowych jest dojrzała, nadaje się do zastosowań na dużą skalę i produkcji masowej i stanowi kluczowy kierunek rozwoju pojazdów elektrycznych i technologii magazynowania energii na dużą skalę. Obecnie gęstość energii akumulatorów litowo-jonowych stale rośnie, a wymagania dotyczące bezpieczeństwa akumulatorów są większe, dlatego bezpieczeństwo jest ważnym wskaźnikiem rozwoju akumulatorów litowo-jonowych. W oparciu o materiały membrany, elektrolitu i elektrody w artykule systematycznie podsumowano istniejące metody zapobiegania niekontrolowanej utracie ciepła i poprawy bezpieczeństwa akumulatorów litowo-jonowych. Na podstawie podsumowania dotychczasowych badań nad poprawą bezpieczeństwa akumulatorów litowo-jonowych, w połączeniu z nowym mechanizmem niestabilności termicznej, zaproponowano kilka kluczowych kierunków rozwoju materiałów zabezpieczających do akumulatorów litowo-jonowych w przyszłości:

(1) Modyfikacja powierzchni membrany poliolefinowej za pomocą nieorganicznych nanocząstek może poprawić stabilność termiczną membrany, ale efekt poprawy jest ograniczony. Membrana o wysokiej stabilności termicznej i dużej wytrzymałości mechanicznej zapewni więcej opcji dla akumulatorów litowo-jonowych o wysokim bezpieczeństwie. Ponadto można zaprojektować inteligentne membrany reagujące termicznie, takie jak membrany zgrzewane, które mogą odciąć transport jonów w wysokich temperaturach, membrany ognioodporne, które uwalniają środki zmniejszające palność, oraz membrany pochłaniające ciepło ze zmianą fazy. Powyższa strategia projektowania membrany bezpieczeństwa zaczyna się od niekontrolowanej niestabilności termicznej spowodowanej stopieniem membrany, ale wewnętrzne zwarcie nie jest jedynym czynnikiem powodującym niekontrolowaną niestabilność cieplną akumulatorów litowo-jonowych. W wysokiej temperaturze intensywna reakcja REDOX pomiędzy reaktywnymi formami tlenu uwalnianymi przez elektrodę dodatnią a elektrolitem i elektrodą ujemną z atramentu litowego jest również główną przyczyną wyzwalania niekontrolowanej niekontrolowanej temperatury. Jak zablokować reakcję przesłuchu reaktywnych form tlenu uwalnianych przez elektrodę dodatnią, przy jednoczesnym zapewnieniu odporności membrany na wysoką temperaturę, jest ważnym krokiem w opracowaniu bezpiecznej membrany w przyszłości.

(2) Temperatura zapłonu dostępnego w handlu elektrolitu do akumulatorów litowo-jonowych jest na ogół niska i łatwo go spalić lub nawet eksplodować w wysokiej temperaturze, a powstanie elektrolitu zmniejszającego palność/niepalnego w celu zmniejszenia palności elektrolitu jest jednym z środków mających na celu poprawę bezpieczeństwa akumulatorów litowo-jonowych. W oparciu o tę metodę przeprowadzono szeroko zakrojone badania nad ognioodpornym/niepalnym elektrolitem, w tym cieczą jonową, rozpuszczalnikiem fluorowanym, rozpuszczalnikiem organofosforanowym, fosfazenowym środkiem zmniejszającym palność i elektrolitem solnym o wysokim stężeniu. W oparciu o charakterystykę czasową niestabilności termicznej, spalanie elektrolitu jest głównym źródłem energii w późnym etapie niekontrolowanej reakcji termicznej, a egzotermiczna reakcja uboczna między elektrolitem a atramentem litowym kopalnym po pęknięciu folii SEI we wczesnym etapie przyczynia się do akumulację ciepła we wczesnym etapie niekontrolowanej temperatury. Bezpośrednia naprawa uszkodzonej warstwy SEI w czasie rzeczywistym z poziomu elektrolitu. Hamuje reakcję pomiędzy atramentem litowym i elektrolitem. Byłaby to strategia stłumienia ucieczki termicznej.

(3) Bezpośredni kontakt materiału katody z elektrolitem w wysokiej temperaturze doprowadzi do nieodwracalnej przemiany fazowej na powierzchni materiału katody. Zmniejsz stabilność termiczną materiału. Konstrukcja bezpiecznego materiału katody koncentruje się głównie na izolacji bezpośredniego kontaktu pomiędzy aktywnym materiałem katody a elektrolitem, w tym na pokryciu powierzchni materiału katody i zastosowaniu monokrystalicznego trójskładnikowego materiału katody bez szczeliny sieciowej. Oprócz strategii projektowania bezpiecznych materiałów katodowych podsumowanych przez autorów tego artykułu, można również opracować powłoki wychwytujące aktywny tlen w celu wygaszenia aktywnego tlenu uwalnianego w wyniku rozkładu termicznego materiałów katodowych, takich jak trójskładnikowy, kobaltan litu i manganian litu, tak aby aby uniknąć reaktywnego tlenu z elektrolitem lub reakcji elektrody ujemnej z atramentem litowym.

(4) Grafit z gołym osadem Li ma wysoką reaktywność z elektrolitem. Tradycyjna strategia udoskonalania polega na dodaniu dodatków błonotwórczych lub budowie sztucznej warstwy SEI w elektrolicie. Awaria warstwy SEI w wysokich temperaturach ostatecznie doprowadzi do reakcji grafitu z litem z elektrolitem. Dlatego konieczne jest opracowanie technologii, która umożliwi naprawę folii SEI w czasie rzeczywistym in situ, aby zablokować reakcję pomiędzy atramentem litowym a elektrolitem.