隨著手機、數碼產品、電動汽車的普及，鋰離子電池在人們生活當中扮演著越來越重要的角色，其安全問題逐漸成為人們關注的焦點之一。近些年，由于電池引發(fā)的燃燒爆炸等事故，給鋰離子電池的安全性問題再次敲響了警鐘。

對于鋰離子電池存在的安全隱患，需要從多方面采取安全措施。鋰離子電池廠商通常采用常見的三種安全設計：

1熱封閉隔膜，當出現針刺或擠壓時，能夠保證隔膜迅速封閉，阻止內部的化學反應；

2正溫度系數（PTC）部件，當電池產熱到一定溫度時，PTC部件隨著溫度升高而電阻變大，從而減小電流，保障電池安全，類似于保險絲；

3安全閥，當電池內部氣壓增大，那么安全閥就會爆裂釋放內部壓力，從而保證電池不會出現爆炸等極端情況。但是，由于這類傳統(tǒng)防護措施均屬于一次性被動防護手段，一旦啟動將使得鋰離子電池經歷不可逆的容量損失和破壞。

這些防護手段一般置于鋰離子電池電化學體系之外，很難主動、及時感知各種沖擊、碰撞、短路、過熱等濫用情況，并做出快速反應。而采用智能材料和智能設計，通過對鋰離子電池進行材料和系統(tǒng)層面的設計是更加有效的新型解決方案，不僅可實現基于正負極、隔膜和電解質的材料層級可逆保護，而且可實現基于鋰電池器件的智能監(jiān)控和主動響應。主動防護型的智能可逆保護措施，可有效提高下一代高性能鋰離子電池的安全特性。

通過對于近年來相關研究的分析，中國科學院金屬研究所李峰研究員課題組總結了新型智能材料、新型化學及智能結構設計在鋰離子電池應用中的最新研究進展，重點討論了相關材料的結構設計原則與鋰電池安全性能和電化學性能之間的關系。

在智能材料的鋰離子電池應用方面，主要探討了能實現可逆多次熱響應的智能材料設計，包括PTC復合的鋰離子電池正負極、PTC涂層、自修復聚合物及高溫下具有離子阻隔效應的功能聚合物和微球等；在新型化學領域，探討了可逆耐過充添加劑、耐過充鋰電池隔膜和阻燃隔膜等，也討論了能夠實現低溫環(huán)境自加熱、枝晶探測和正負極電壓分別監(jiān)控的新型智能結構設計。同時，本文指出智能材料和設計的研究和發(fā)展將會使得下一代高性能鋰離子電池的開發(fā)和應用取得更多的突破。