锂电池有哪些不可忽视的热失控问题？

随着新能源汽车和电化学储能的蓬勃发展，锂电池的装机容量与日俱增。然而，新能源汽车和储能电站事故频发，引发人们对锂电池安全性的关注。其中，最危险的因素是锂电池的热失控。在这种情况下，锂电池有哪些不可忽视的热失控问题？让我们与 Grepp 的技术人员一起了解它们！

一、锂电池热失控原理

阶段 1：125°C，热失控的开始。 SEI膜发生反应分解，SEI的分解使负极暴露在电解液中，促使电解液与负极中的锂发生反应并产生气体。

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第二阶段：125~180℃，电池内气体释放和温度升高加速。此阶段产气速度加快，正极材料分解，如：LiCoO2分解生成O2。锂盐也会分解，如LiPF6分解形成LiF和路易斯酸PF5。路易斯酸在高温下与电解液发生反应，产生大量气体。

第 3 阶段：高于 180°C，发生热失控。在这个阶段，正负极材料与电解液的放热反应和电解液的分解反应速率急剧增加，电池内部温度也相应急剧上升，泄压阀打开或引起自燃.

2.锂电池热失控的原因

1）机械滥用，如挤压、碰撞、针刺等，会使锂电池（电芯）在外力作用下发生变形，隔膜被破坏，正负极短路诱发热失控。

2）热滥用，锂电池在高温环境下长时间工作。整个过程的主要热源有：外部高温环境、极化热、反应热、使用过程中产生的分解热。

3）滥用电力，锂电池过度充电导致活性物质结构破坏，电解液分解产生气体，电池内压升高。此外，还包括过放、高倍率（超规格）充电等。

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3.锂电池在不同环境温度下的热失控机理

1）低温：危险因素主要来自负极侧析锂和锂枝晶的形成。

2）常温下：危险因素主要来自极化发热（欧姆极化、电化学极化等），或高倍率充放电时的发热。

3）高温下：风险因素主要来自材料失效，包括：SEI分解、隔膜收缩等。

4.锂电池热失控的预防措施

1）设置安全阀，但需要严格控制安全阀的压力值范围。

2) 安装热敏电阻，防止电池过充或短路。

3）BMS精准热管理，在电池使用过程中采用水冷、风冷等方式对电池进行冷却。

4）电解液中添加剂的使用降低了电解液的可燃性。

5）提高SEI成膜质量，如：在电解液中加入LiCF3SO3，使SEI中有更多的无机成分。

6）防止正极材料与电解液发生反应，如在电解液中使用添加剂或正极材料的涂层。

7）提高膜片的熔点，如：在膜片的两面镀上一层陶瓷层。

8）规范锂电池的使用，减少或消除过充过放等人为因素。