鋰離子電池具有高比能量、壽命長等特點(diǎn)，逐漸成為電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的主流。隨著電動(dòng)汽車的推廣應(yīng)用，以熱失控為特征的安全事故時(shí)有發(fā)生，造成了消費(fèi)者的財(cái)產(chǎn)損失，并打擊了消費(fèi)者對電動(dòng)汽車的信心[1-3]。為防范熱失控的發(fā)生，車用動(dòng)力電池系統(tǒng)需要進(jìn)行相應(yīng)的安全設(shè)計(jì)，如特斯拉汽車的一系列熱失控報(bào)警與滅火設(shè)計(jì)[4]。另外，電池管理系統(tǒng)也需要對電池進(jìn)行安全管理（電壓管理、熱管理）等，以保證電池運(yùn)行在安全窗口（電壓、溫度等）
鋰離子電池?zé)崾Э厥鹿实脑蚝芏?。根?jù)觸發(fā)的特點(diǎn)，可分為機(jī)械濫用觸發(fā)、電氣濫用觸發(fā)和熱濫用觸發(fā)三種方式，如圖1所示。機(jī)械濫用指的是針刺、擠壓和汽車碰撞等造成的嚴(yán)重沖擊[12-14]。電濫用通常是由不適當(dāng)?shù)碾妷汗芾砘螂姎獠考收弦鸬?，包括短路[15-16]、過充電[17-18]和過放電[19 ]，而熱濫用是由不適當(dāng)?shù)臏囟裙芾硪鸬倪^熱引起的。三種觸發(fā)方式不是完全獨(dú)立的，機(jī)械濫用通常會(huì)導(dǎo)致電池隔膜的變形或破裂，導(dǎo)致電池正負(fù)極之間的直接接觸和短路，導(dǎo)致電濫用；焦耳熱等熱量的產(chǎn)生增加，導(dǎo)致電池溫度升高，并發(fā)展為熱濫用，進(jìn)一步觸發(fā)電池內(nèi)部鏈?zhǔn)桨l(fā)熱副反應(yīng)，最終導(dǎo)致電池發(fā)生熱失控。是的。

 

鋰離子電池?zé)崾Э厥鹿实牟煌|發(fā)方式

熱失控的不同啟動(dòng)方式

電池?zé)崾Э氐母驹蚴菬岱e累/溫升引起的一系列不可逆的產(chǎn)熱副反應(yīng)。這些反應(yīng)一個(gè)接一個(gè)地發(fā)生，釋放出大量的熱量，形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)[2,10,20]。目前，研究者對鋰離子電池在熱濫用下的熱失控反應(yīng)機(jī)理有了清晰的認(rèn)識。圖2是商用鋰離子電池的熱失控機(jī)理的示意圖。在熱失控過程中，電池負(fù)極的副反應(yīng)首先開始，包括SEI（固體電解質(zhì)相間）膜分解反應(yīng)（70～130℃）和鋰嵌入石墨陽極溶劑反應(yīng)（120～200℃）等[21-22]。lipf6是電解液中的一種溶質(zhì)，也在高溫下分解生成pf5等[2,10,20]。當(dāng)溫度上升到200攝氏度左右時(shí)，陰極材料開始分解并釋放氧氣[23-24]。正極材料的分解溫度取決于正極的成分和嵌鋰狀態(tài)。對于常用的ni-co-mn三電極[li（nixmnyco1-x-y）o2]，鎳含量越高，鋰含量越低，陰極材料的分解溫度越低[24]。在高溫下，由它們產(chǎn)生的正材料和氧都是強(qiáng)氧化物，它與強(qiáng)還原劑[25-26]將與電解質(zhì)和負(fù)極材料強(qiáng)烈反應(yīng)，釋放大量熱量，觸發(fā)電池的急劇溫升，并進(jìn)一步引起粘合劑反應(yīng)，電解液燃燒和其他反應(yīng)[27-28]，導(dǎo)致電池?zé)崾Э亍?/div>