在目前商業(yè)化鋰離子電池的產(chǎn)品中，電池充放電過程往往伴隨著熱量的產(chǎn)生，如果電池在充放電過程中產(chǎn)生熱量過大而又不能及時(shí)散發(fā)，隨著充放電的進(jìn)行則可能會(huì)由于熱量的積累而導(dǎo)致電池性能發(fā)生顯著劣化和衰退，當(dāng)溫度升高到電池內(nèi)部隔膜熔融，正負(fù)極短路，電池將有可能產(chǎn)生爆炸等危險(xiǎn)。因此對(duì)電池在充放電過程中的產(chǎn)熱規(guī)律及熱失控行為進(jìn)行研究對(duì)考察電池安全性至關(guān)重要。

通常情況下，電池在使用過程中往往會(huì)由于空氣對(duì)流、熱傳導(dǎo)等方式和周圍環(huán)境進(jìn)行熱交換，使得電池溫度不會(huì)大幅提高，但為了研究電池的安全性能，需要考慮電池在極端惡劣環(huán)境-絕熱環(huán)境中的產(chǎn)熱行為。絕熱環(huán)境中，電池與環(huán)境無熱交換，電池充放電過程中產(chǎn)生的熱量完全限制在電池體系中，這樣更容易造成電池的安全隱患。鋰離子電池在充放電過程中的產(chǎn)熱可以大致分為兩部分：可逆熱（Qrev）和不可逆熱（Qirr）。通過測(cè)量電池在絕熱狀態(tài)下的熱效應(yīng)，不僅可以了解電池在充放電過程中的產(chǎn)熱規(guī)律，還可以對(duì)電池充放電過程的能量進(jìn)行衡算。ZHANG等采用量熱法、電化學(xué)法等不同手段，獲取電池的可逆熱、不可逆熱等，并開發(fā)了車用動(dòng)力電池的產(chǎn)熱模型和熱模擬方法。加速量熱法是一種在近似絕熱的情況下對(duì)樣品熱安全性進(jìn)行測(cè)試分析的方法。該方法能夠模擬電池內(nèi)部熱量不能及時(shí)散失時(shí)放熱反應(yīng)過程的熱特性，從而獲得電池的產(chǎn)熱、熱失控過程中的熱力學(xué)參數(shù)。

隨著鋰離子電池的廣泛使用，一方面對(duì)電池的壽命、安全要求逐漸提高；另一方面，電池的梯次利用也需要考慮電池的安全特性。因此，亟需研究全生命周期電池的安全特性，明確電池在全生命周期的安全邊界條件及能效關(guān)系。到目前為止，針對(duì)新電芯的熱特性研究很多，但很少有研究老化對(duì)電池安全性的影響。一般老化分為兩種：一種是循環(huán)老化，另一種是儲(chǔ)存老化。ZHANG等采用量熱法研究了LiMn2O4體系電池在不同儲(chǔ)存歷程下日益老化的熱失控特性，發(fā)現(xiàn)電池的自放熱起始溫度、熱失控起始溫度等熱失控關(guān)鍵參數(shù)隨著電池的老化而增加，熱失控產(chǎn)熱速率而隨之降低。LARSSON等研究了LiCoO2/石墨電池在循環(huán)老化、高溫儲(chǔ)存及室溫儲(chǔ)存老化條件下工作和失效電芯的加熱濫用行為，并對(duì)濫用后氣體爆炸過程和排放的有毒氣體進(jìn)行了檢測(cè)。

本文以鈷酸鋰/中間相碳微球電池為研究對(duì)象，采用加速量熱儀（accelerating rate calorimeter，ARC）提供絕熱環(huán)境，測(cè)試電池的比熱容、發(fā)熱量、熱失控，對(duì)電池的熱特性進(jìn)行研究。對(duì)不同循環(huán)老化周期下電池在絕熱環(huán)境下的充放電過程和熱失控過程進(jìn)行研究，考察電池循環(huán)老化對(duì)電池?zé)崽匦缘挠绊憽?/div>