热失控(Thermal Runaway)是指电池在特定条件下,由于内部化学反应产生的热量超过了电池的散热能力,导致电池温度急剧上升,进而引发一系列不可逆的化学反应,最终可能导致电池起火或爆炸的现象。这一过程通常涉及电池内部的多个组分,包括正极、负极、电解液和隔膜等。热失控是电池安全研究中的一个重要问题,尤其是在高能量密度的锂离子电池中更为显著。
关于锂电池的工作原理详见:
电池的组成详见:
热失控的诱因
内部短路
内部短路,就是电池的正负极直接接触,接触的程度不同,引发的后续反应也差别很大。通常由机械和热量滥用引起的大规模内短路将直接触发热失控。相反,内部自行发展的内短路,程度比较轻微,它产生的热量很少,不会立即触发热失控。内部自行发展常见的包括制造瑕疵,电池老化造成的各种性能的衰退,如内阻增大,长期轻度不当使用造成的锂金属沉积等等,随着时间的积累,这种内因造成内短路的风险会逐渐增加。
- 机械滥用:如碰撞、挤压、穿刺等,导致电池内部隔膜破损,正负极直接接触。
- 电滥用:如过充、过放、外短路等,导致电池内部化学反应加剧,产生大量热量。