动力锂离子电池单体热失控链式反应原理

在动力锂离子电池安全系数规范层面，目前的控制模块，系统对热失控的防热诱因测试方面，以及单体、摸组和系统软件的寿命安全性测试标准缺乏，迫切要科学研究和开发。我国现行标准的关键是可充电电池外部元件的隐患，尚无检测电池内部热失控的项目。

谓热失控(thermalrunaway)是指单体电池放热连锁反应引起电池自温升速率急剧变化，不可逆，引起过热、起火、爆炸现象。

热失控扩展(thermalrunawaypropagation)是指电池包，或者电池系统内容的单体电池或者电池模组单元热失控，并触发电池系统中相邻或其他部位的动力锂离子电池的热失控的现象。

动力锂离子电池单体热失控链式反应原理：

(1)热失控诱因

热失控的重要诱因包括：机械诱因、电诱因和热诱因。

机械设备事故引起的火灾事故的经典案例包括美国通用电机伏特动力混合动力汽车（volt）的科学研究成果，该车的销量居世界前列。而世界上最流行的纯电动汽车，机动车型s，贯穿整个过程，因为汽车底盘被路面刺穿，引起火灾。

以我国某纯电动汽车发生火灾的典型例子为例，说明电动汽车充电站由于火灾恶性事件引起的过电池充电而引起的知名品牌公共汽车，以及其特斯拉汽车模型在冬季超低温电池充电引起的火灾安全事故。

一个典型的例子是，一辆纯电动汽车在运行过程中不能被热开放热控制，这是由于一个连接部件的释放导致系统软件出现高温，从而导致电池组的热控制和扩展。

纯电动汽车的高压系统软件可以打开气泡中的热量无法控制，进而导致纯电动汽车发生火灾，经典案例是南京纯电动汽车在暴雨后经过一段时间后的水后。

此外，应用中的纯电动汽车存在着生命周期安全系数问题，例如，在没有任何恶意事件的情况下，使用一段时间的纯电动汽车在没有任何恶意事件的情况下，会出现由充电电池组件无法控制的热量引起的火灾，当公交车到车站时停车，并点燃附近的公交车，造成很大的损害。

(2)热失控机理

在整个进化过程后，充电电池的安全事故可能进入开放阶段。一般来说，进入开放相后，锂离子电池内部的动能可能在瞬间释放，这是不可逆和不可控的，即热不能控制。热不能控制充电电池出现强烈的温度，在高温下可以观察到烟雾、火灾和爆炸等危险情况。

自然，根据理论安全系数的含义，充电电池不会出现在安全生产事故中无法控制的热量。例如，充电电池在冲击安全事故后不一定出现无法控制的热量；锂离子电池组绝缘层无效，造成工作人员高压事故，电池漏电流异味，造成车工人身体不适等，充电电池不会出现无法控制的热量。在动力锂离子电池系统软件的安全设计中，必须考虑以上条件。

热控制是最常见的安全因素事故，也是锂离子电池安全因素事故的独特特点。许多试验表明，不能被热控制的充电电池不会出现烟雾、火灾和爆炸，也不会出现爆炸。

在烟雾情况下，在环v情况下，假如充电池的温度小于铝铂熔化温度的660℃，充电池不易被反射蒸汽喷射，则观察到烟雾；假如充电池的温度大于660℃，正液态铝熔体，充电池中伴有大量反射气体，这是烟雾发射的结果。

在发生火灾时，一般由于锂离子电池电解液和溶解物质的点火，热量无法控制在安全事故中的点火。因此，从linkⅡ开始，漏出阀门的锂离子电池电解质将被点燃和点燃。

根据燃烧反应的三个要素(可燃、二氧化碳、点火器），可燃物质是锂离子电池电解液；充电电池中的二氧化碳问题，因此锂离子电池电解液将暴露在火灾中；点火器将来自充电电池的短路故障，也将来自热不可控、高速喷射的蒸汽和阀体摩擦火花。

在爆炸的情况下，爆炸的一般特点是高压蒸汽瞬态外扩散的影响。充电电池内部具有高积累标准，阀门是立即释放高压蒸汽积累的重要手段。假如阀体可以在电池外壳开裂前打开，并且释放足够高压蒸汽在热量不能控制整个过程，充电电池就不容易爆炸；假如阀体不能立即打开，就会发生爆炸事件。

动力锂离子电池安全系数标准需求

安全性试验规范是提高动力锂离子电池安全系数水平的关键。根据动力锂离子电池安全系数问题的排列，明确了相对安全系数的要求。目前，国内选用的动力锂离子电池安全性试验标准包括和。

评价了单组和接触组动力锂离子电池的安全指标值，得出了一系列的安全规范和测试标准。gb/t31467专注于电池组或充电系统软件级别的测试标准。建立了gb/关键安全要求和测试标准。结合gb/t31485-2015，详细的机械能安全防护标准由单充电电池、触摸组、动力锂离子电池组和动力锂离子电池系统软件组成。现阶段，电力锂离子电池的总体测试标准比国外更加严格。