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电池热失控是由于电池的生热速率远高于散热速率,且热量大量累积而未及时散发出去所引起的。从本质上而言,“热失控”是一个能量正反馈循环过程:升高的温度会导致系统变热,系统变热后温度升高,又反过来让系统变得更热。
不严格的划分,电池热失控可以分为三个阶段:第1阶段:电池内部热失控阶段,由于内部短路、外部加热,或者电池自身在大电流充放电时自身发热,使电池内部温度升高到90℃~100℃左右,锂盐LiPF6开始分解;对于充电状态的碳负极化学活性非常高,接近金属锂,在高温下表面的SEI膜分解,嵌入石墨的锂离子与电解液、黏结剂会发生反应,进一步把电池温度推高到150℃,此温度下又有新的剧烈放热反应发生。
第2阶段:电池鼓包阶段,电池温度达到200℃之上时,正极材料分解,释放出大量热和气体,持续升温。
第3阶段:电池热失控,爆炸失效阶段,在反应发生过程中,充电态正极材料开始发生剧烈分解反应,电解液发生剧烈的氧化反应,释放出大量的热,产生高温和大量气体,电池发生燃烧爆炸。锂电池热失控是可控的,对锂电池热失控初期探测并降温干预是保障锂电池安全的核心。
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