鋰離子電池?zé)崾Э厥鹿实挠|發(fā)原因有很多種，根據(jù)觸發(fā)的特征，可以分為機(jī)械濫用觸發(fā)、電濫用觸發(fā)和熱濫用觸發(fā)三種方式。

機(jī)械濫用：指的是由汽車碰撞等引起的針刺、擠壓以及重物沖擊等；

電濫用：一般由電壓管理不當(dāng)或電器元件故障引起，包括短路、過充電和過放電等；

熱濫用：由溫度管理不當(dāng)導(dǎo)致的過熱引起的。

 

這三種觸發(fā)方式之間相互關(guān)聯(lián)，如上圖所示，機(jī)械濫用一般會(huì)引起電池隔膜的變形或破裂，導(dǎo)致電池內(nèi)部正負(fù)極直接接觸短路，出現(xiàn)電濫用；而電濫用下，焦耳熱等產(chǎn)熱增加，引起電池溫度上升，發(fā)展為熱濫用，進(jìn)一步觸發(fā)電池內(nèi)部的鏈?zhǔn)疆a(chǎn)熱副反應(yīng)，最終導(dǎo)致電池?zé)崾Э匕l(fā)生。

 

電池?zé)崾Э匕l(fā)生的根本原因是由于熱量積累/溫度上升而引發(fā)的內(nèi)部一系列不可逆產(chǎn)熱副反應(yīng)，這些反應(yīng)相繼發(fā)生，放出大量的熱量，形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

可以看出，在熱失控過程中，鋰電池負(fù)極的開始進(jìn)行副反應(yīng)，首先是SEI膜分解反應(yīng)（70～130℃）和嵌鋰石墨負(fù)極與溶劑反應(yīng)（120℃～200℃）等。電解液中的溶質(zhì)LiPF6在高溫下也會(huì)發(fā)生分解，生成PF5等。當(dāng)溫度上升到200℃左右時(shí)，正極材料開始分解，并釋放出氧氣。正極材料的分解溫度取決于正極的組成和嵌鋰狀態(tài)，對(duì)常用的鎳鈷錳三元正極LiNixMnyCo1-x-yO2，鎳含量越高、鋰含量越少，正極材料的分解溫度越低。高溫下，正極材料及其產(chǎn)生的氧氣均為強(qiáng)氧化物，會(huì)與作為強(qiáng)還原物的電解液和負(fù)極材料發(fā)生強(qiáng)烈的氧化還原反應(yīng)，釋放大量的熱量，引發(fā)電池劇烈溫升，并進(jìn)一步引起黏結(jié)劑反應(yīng)、電解液燃燒等反應(yīng)，導(dǎo)致電池發(fā)生熱失控。

 

在絕熱熱失控測(cè)試下，可以定義幾個(gè)特征溫度（自產(chǎn)熱起始溫度Tonset，熱失控溫度TTR，最高溫度Tmax），以定量評(píng)估電池的熱失控特性，如圖2所示。其中Tonset為自產(chǎn)熱起始溫度，即電池自產(chǎn)熱速率高于0.02 ℃/min 的溫度，高于此溫度，電池將出現(xiàn)明顯的自產(chǎn)熱；TTR為電池的熱失控溫度，一般定義為電池的自產(chǎn)熱速率高于1 ℃/s 的溫度，在此溫度后，電池將出現(xiàn)劇烈溫升，溫升速率可能高達(dá)105 ℃/min，Tmax為熱失控過程中的最高溫度，可高達(dá)1000 ℃。