钜大LARGE | 点击量：5284次 | 2021年04月22日
什么是热失控？锂离子电池热失控分析
近几年出现的电池热失控引起的火灾的案例中，都是由于电池的生热速率远高于散热速率，且热量大量累积而未及时散发出去所引起的。从本质上而言，热失控是一个能量正反馈循环过程：升高的温度会导致系统变热，系统变热后温度升高，又反过来让系统变得更热。
第1阶段：电池内部热失控阶段
电池在80～90℃时是安全的，温度升高到90～120℃之间时SEI膜开始分解，释放热量，温度升高。但是当温度达到120～130℃时保护层SEI膜遭到破坏，负极与溶剂、粘结剂反应，温度升高，隔膜融化关闭。温度继续升高至150℃之上后，内部电解质开始进行分解，继续释放热量，进一步加热电池。
第2阶段：电池鼓包阶段
电池温度达到200℃之上时，正极材料分解，释放出大量热和气体，持续升温。250-350℃嵌锂态负极开始与电解液发生反应。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
第3阶段：电池热失控，爆炸失效阶段
在反应发生过程中，电解液与正极反应出现的氧气剧烈反应并进一步使电池发生热失控。
锂离子电池热失控成因
其实一般电池内短路在电子产品中出现的概率是千万分之一，也就是说平时生活中用到的单个电池安全性相对较高。但是在电动汽车中，一辆电动汽车的电池组要几千个电池组成，这样发生热失控的概率就由千万分之一上升到千分之一。而且电动汽车的电池一旦发生危险，后果将非常严重，研究电池热失控的成因变得尤为重要。
1生产过程
电池生产过程
①正极材料
正极材料的安全性能重要包括过充安全性和热稳定性，在氧化状态下，正极材料发生放热分解反应，并释放氧气。
②负极材料
负极材料虽然比较稳定，但嵌锂状态下的碳负极在高温下会首先与电解液发生反应。
③电解液
电解液包括无机导电剂和有机溶剂，而有机溶剂的易燃特性本身就会对电池的安全性能造成一定的影响。
④生产工艺
电池的生产工艺非常复杂，即使进行严格控制，也不能完全防止生产过程中的金属杂质或毛刺。若电池内部出现杂质、毛刺或枝晶，经过放大和恶化导致电导率升高，温度上升，化学反应和放电发热所出现的热量不断累积，最终可能造成电池的热失控。
2使用过程
①电池过充触发热失控
电池本身有过冲保护，但是当这种过冲保护出现问题失灵的情况下，电池还在继续充电就会导致电池过冲触发热失控。随着电池的不断使用，电池的老化现象逐渐严重，且电池组的一致性越来越差，此时的电池假如过充极易出现热安全问题。所以任何时候都应该按使用说明进行安全充电。
②电池过热触发热失控
电动汽车在实际路况行驶中，当电动汽车保持高速行驶或遇到极限工况时，必须持续大电流放电，这时电池内部的温度开始慢慢升高，当电池热量大量积累时，若不及时限制其放电电流，极有可能造成动力锂电池的热失控现象。
③机械触发热失控
动力锂电池包遭遇撞击变形、电池包内部电池短路、以及其他对电池包造成损坏的行为都有可能引发电池的热失控。
正确使用锂离子电池的注意事项
①安全使用电池，防止电池着火、爆炸等安全事故的发生要购买正规厂家生产的正规、安全电池。
②使电池处在良好的通风、散热环境中，保证电池工作时的温度不超过电池内部电化学反应等的温度。假如发现电池温度过高，则要想办法为电池降温或必要时暂停使用电池，以保证安全。
③充电时要用与电池配套的充电设备，按规定充电，防止电池发生过充现象。一旦过充立即停止充电。
④要保证正确使用电池不要用尖锐或重物撞击电池，可以在保证电池良好的通风、散热等的条件下在电池外部加保护罩，防止电池外部损伤而导致安全事故。
