在矿灯产品中，最为重要的应该是电池了，这不仅仅是因为它是整个矿灯中的最贵部分，更重要的是其功能和性能决定了产品的使用及井下矿工的生命安全问题。
      矿灯历来采用铅酸电池作为供电电源，因铅酸电池的质量、体积及维护给井下使用带来了很多不便，另外铅的毒性、酸液外溢造成的伤害等也存在着安全隐患。继而出现的镉镍、镍氢等电池同样存在安全隐患，充电要求对防爆阀性能要求很高，一旦打不开将引起事故，且存在着污染大，有记忆效应，使用寿命短，质量重等问题，因而其使用也受到限制。自锂离子电池的诞生，由于它具有质量轻、容量高等优异特点，颇受用户青睐。但由于锂离子电池固有的性能，如谨防过充、过放以及在使用过程中存在着不安全因素，在很多领域里增加了使用难度。聚合物锂离子电池的出现为锂离子电池安全性能的提高做出了重要贡献，有望在高危环境下得到应用。当然，锂聚合物电池在矿灯中实际应用还需要其他的配套设施，如保护板及充电器等的进一步开发。
 
一、        锂离子电池的安全隐患及其原因
      锂离子电池{zd0}的安全隐患在于其热失控，在极端条件下可能发生燃烧甚至爆炸。关于热失控原因的分析有很多报道，锂离子电池发热原因是多方面的，电池材料、制造工艺、充放电制度等均与此相关。首先分析一下来自电极材料的安全隐患。在碳负极表面形成SEI膜，是锂离子电池安全工作的基本条件。这种膜一旦分解，其所引发的后果将是致命的。由于此时电解液和嵌入锂直接发生化学反应，结果会导致正极材料结构的分解坍塌放热。多数锂离子电池电解液在80℃会发生分解，更高时负极石墨表面失去原有的SEI保护膜，电解液穿透并达到石墨电极表面。同时高温加速锂离子电池的自放电反应，嵌入锂从石墨中脱离出来，在石墨表面一遇到电解液（EC LiPF6）就会发生剧烈放热反应，并形成以LiF Li2CO3为主的二次固体电解液膜。这种反应会持续至所有的嵌入锂xx耗尽，或石墨层状结构表面被新形成的膜全部包覆堵塞。成膜过程中部分石墨颗粒破碎形成更为细小的颗粒，剩余的嵌入锂由于被二次成膜包覆堵塞保留在石墨层状结构中形成非常活跃的Lix›0.3C6，达到300℃结构全部坍塌，形成无定形碳，释放出全部剩余的嵌入锂，这样会造成重大损失。
      关于来自正极材料的安全隐患问题众说纷纭，目前对安全隐患产生的原因尚未有统一见解，一般认为正极材料不耐过充性是导致不安全因素的主要因素。多数试验结果表明，非钴系材料如LiMn2O4、LiFePO4等比钴系更为安全。麻省理工学院蒋一鸣教授研究结果表明，即使采用LiCoO2材料，对其表面用铌、锆等的氧化物进行处理，也可大大改善它的传导性和安全性。一些研究工作者也证实，采用表面包覆的方法，将ZrO2、SiO2、Al2O3等材料涂覆在的正极表面，可以大大改善材料充电至4.5V时的循环稳定性。可以推测利用该种新电极材料能够获得性能更优的锂离子电池。
      从电池本身的制造工艺上看，也可以防止和减少电池起火或爆炸事件。要防止电池事故，除了选择热稳定性和耐压性能较好的正负极材料以及使用具有阻燃、耐过充等功能的电解液外，还要从电池的设计方面注意正负极的配比、极片的制作方式、电池的结构、包装及散热方式等。另一方面，不合理的充放电制度是事故发生的主要根源之一，如造成电池过热的原因多半是由过充电导致。在过充电4.4V~4.6V时，温度变化范围为30℃~60℃，而在＞4.6V时温度快速升温并超过80℃，已经达到或超过电解液的分解温度。高倍率放电尤其放电时间较长时，也会给电池带来巨大的威胁。因此，合理的充放电制度是保证安全性能的重要因素。
 
二、聚合物锂离子电池的安全性能
      聚合物锂离子电池在安全性能方面比液态锂离子电池具有很大的优势，由于这种电池没有多余的自由电解液,无电池的内压力问题，因而显著提高了电池的安全性。
      首先它使用高温电解液，提高了电解液初次分解温度，电解液中常含有阻燃剂，因而会有效地防止电解液燃烧的问题。另外采用高分子半电解质聚合物选择性隔膜，在电池正常充放电情况下电池依靠微孔吸附电解液实现离子传递。当电池过充时，电池的正极电位上升到聚合物隔膜的氧化电位，半电解质聚合物隔膜变为导体，在电池内部短路，电流直接通过隔膜到达负极，从而抑制电解液和正极的氧化分解。由于隔膜三维隧道微孔吸附能力很强，电池内不存在游离态电解液，在过充后能够抑制脱离的锂和电解液在石墨表面发生反应，减少二次成膜的概率和条件。此类电池若选择耐过充过放且在高温环境中稳定的正极材料如Li-Co-Ni-Mn-O2-M等，则可以改善单一材料的缺陷如LiCoO2耐过充性能差，价位高， LiMn2O4容量低，高温性能差， LiNiO2结构不稳定，安全性差，不耐过充等问题。 多元复合材料结构稳定，耐过充过放性能好，在3C-8V、1C-1.2V充放制度下，也不会出现燃烧现象；也可以大倍率深度放电：15C- 1.2V。电池可恢复正常使用

 
2）053292设计容量1250mAh   
充电电流为：625mA     放电电流为：18750mA(15C)
曲线（一）充放电曲线
 

 
      目前东升能源采用的多元复合正极材料中还掺杂了Ti的化合物，提高了电池高温充放电的稳定性，可在80℃高温环境下使用，顺利通过了耐热冲击150℃试验，回避了各种单体材料的不足，从而大大提高了材料本身的安全系数。
 

 
 
 
      另外从电池结构设计上采取了一些安全措施，采用单独小电堆层叠方式，有效解决热平衡问题，热分散效果好。
 

 
      试验结果表明，在电解液、隔膜、电极材料、电池的工程结构等诸方面采取安全措施，可以大大提高锂离子电池的安全性能，可以{bfb}通过穿刺试验。当然更要严格控制电池生产过程中造成电池微短的一切因素，并且对其配套及管理电路和充电器一并提出设计规范，这样才可以真正意义上保障电池的高品质、高安全性。
 

 
三、矿灯用电池对其他辅助设施的要求
 
1. LED冷光源的安装及电路板问题：
      首先应选择高亮度高寿命LED，尽量避免电路板暴露于使用环境中，保障元件质量的防爆、防水安全性。现大多数灯头在LED光源和电路板连接处存在着安全隐患，且不具备防水功能。潮湿容易造成短路，酿成危险，所以电路板质量应可靠，灯头处应密封防潮防水防静电。
 
2. 充电器的设计与使用
      充电器的设计应符合锂离子电池的使用要求，采用恒流恒压充电方式，且严格控制电池恒压充电的截至电流的设计，{zh0}采用时效、电流双重控制。单颗电池充电电压严格控制在4.2±0.05V，加上电路上损耗压降总计不得超过5V， 充电时间满足工作时间为好，比如2~10h之内充满即可。充电器设计应严格控制过充电。可采用充电电流＜0.5C（或0.2C），恒流充达到限制电压后，4.2±0.05V转为恒压充电，电流逐渐变小达到设计的截止电流要求(0.02C)，并且同时具有时效控制1小时时自动停止充电，这样从源头上xx隐患。
 
3. 电池的保护板设计与选择
保护板应具有： 
防过流  在电流过大超出设计充电电流时，应立即切断电源，防止电流流入电池，可采用PTC过流保护开关。选择合理的电流保护很重要，在不同温度下应采用不同电流段实施动作，如选用KT15-1200D，在常温电流超过1.2A动作，但在不同温度下可按 40℃-1.0A、50℃--0.9A、60℃-0.8A动作就可以了。
防过压  充电器一旦有问题，保护板具有保护电池的功能，在电压高于电池上限电压如4.3V时， 应停止充电，防止电池因充电电压过高引起危险。
防过放  低于电池使用电压2.7V时切断放电，以保证电池性能变化，防止过度衰减。
防短路  使用时或装配时导致意外短路应具有短路断开功能且应可以自行恢复。元器件不应自耗电过大，否则会影响电池的寿命。电路板电阻过大，一直给电池放电，这就相当于电池过放，一旦得不到及时充电，同样会影响电池的性能。
IC的反应延迟时间设计应合理，不可以反应时间过长，反应滞后造成危险，也不可过于灵敏，时常误动作会影响使用。
 
4. 五金塑料件的选择
塑料件强度要求有韧性，耐冲击性能好，灯碗聚光性好，无摩擦无划伤。灯的各部分接口件应有防水设计且防水性能好，灯头开关设计应耐用，开关处单独处理防止拉弧（高强度密封）。
 
5. 生产使用注意事项
不可以滥用其他充电期代充，不可野蛮使用摔打，不可以随意拆装。
 
6. 保护与维修
定期检查防水防潮，每天观察充电预警。对带病矿灯（充不进电、长期充不饱电、使用时间过短、电池外壳变形、灯线坏损等）杜绝下井。
目前聚合物锂离子电池属于安全性能{zh0}的电池之一，但若用于矿灯上，应作系统的细致的安全性能试验。除了提高电池本身的性能之外，还要对安全隐患的监测、识别及防范措施等方面下大力气，矿等产品务必保证{jd1}安全，以避免无辜的损失。