鋰離子電池由于兼具高比能量和高比功率的顯著優勢，被認為是最具發展潛力的動力電池體系。
目前制約大容量鋰離子動力電池應用的最主要障礙是電池的安全性，即電池在過充，短路、沖壓、穿
刺、振動、高溫熱沖擊等濫用條件下，極易發生爆炸或燃燒等不安全行為。其中，過充電是引發鋰離
子電池不安全行為的最危險因素之一。
鋰離子電池的過充不安全行為主要來致于其所采用的有機溶液電解質。由于有機溶劑不能象水
溶液電池體系中的水那樣實現可逆的分解一復合，因此對過充極為敏感。當電池處于過充狀態時，陰
極脫鋰電位隨過充程度增加而迅速上升。超出電解質的電化學穩定窗口后，有機電解質溶液在陰極表
面發生不可逆的氧化分解，產生可燃性有機小分子氣體并放出大量熱，導致電池溫度及內壓的急劇上
升，并引發一系列放熱反應。如當電池內部溫度上升至120℃時，碳陽極表面鈍化膜(即sEI 膜)發生
分解，失去鈍化膜保護的高活性嵌鋰碳電極與有機電解液之間發生劇烈反應，放出大量可燃性氣體和
熱量，促使內壓和溫度進一步上升；當溫度上升至200—230℃左右時，高度脫鋰的氧化物陰極材料(如
鈷酸鋰)又會發生劇烈的析氧分解，并釋放大量熱。短時間內電池內部大量的熱積累最終導致電池熱
失控，引起爆炸和燃燒等不安全行為。
為保證鋰離子電池的過充安全性，單只電池及電池組在實際應用中均需配置專用保護電路進行充
電管理。這種方法直接、有效，但并非萬無一失。特別是對由幾十個電池通過串、并聯組成的動力電
池組來說，要實現對每只電池的逐點管理難度非常之大。任何一只電池的管理失控都有可能帶來嚴重
的安全問題。事實上，由電路控制失效引起的不安全事故時有發生。因此，需要從根本上解決鋰離子
電池自身的過充安全性問題。
基于上述原因，國內外學者從上世紀90年代開始一直都在積極探索各種可能的過充保護新途徑，
如電氧化聚合短路(或斷路)、氧化還原電對穿梭劑、溫度敏感電極、電壓敏感隔膜等。本文中我們將
在介紹上述方法的技術原理的基礎上，詳細報導本課題單位在973項目和國家自然科學基金等項目資
助下在該研究方向所取得的一些最新研究結果。
