电池为什么会热失控？如何解决电池热失控问题？

1 什么是电池热失控?

电池热失控是指蓄电池在恒压充电时电流和电池温度发生一种积累性的增强作用并逐步损坏。

2 电池为什么会发生热失控

电池热失控产生的主要原因可以根据触发方式来找到原因，电池热失控诱因依据触发方式分为机械滥用、电滥用、热滥用三种。

(1)机械滥用：是指电池受力发生机械变形导致，表现为车辆碰撞，以及随之带来的挤压、针刺等情况;

(2)电滥用：主要原因是因为电压管理不当、电器元件故障或制造不良等，具体表现为短路、过充、过放等情况;

(3)热滥用：指的是温度管理不当导致的过热引起热失控。 

以上3种触发方式之间并非毫无关系，完全独立，三者之间有一定的关系。机械滥用通常会致使电池隔膜破裂/变形，导致电池正负极直接接触而形成内短路，然后就会出现电滥用。而电滥用会随着焦耳热和化学反应热的产生，导致电池温度上升，进一步发展，就会形成热滥用，触发电池内部的链式产热副反应，最后结果是热失控的发生。

单体电芯热失控机理一般是单体电芯一旦发生热失控，其内部各材料接连发生热分解反应，导致电芯内部温度不可逆地快速升高。整个过程可分为三阶段

(1)首先进行负极副反应，有SEI膜的反应和分解，嵌锂负极与电解液反应产生气体;

(2)隔膜熔融、电芯内部接着产生大量焦耳热，正极分解、析出氧气，电芯内部气体泄放和加速升温;

(3)最后正负极材料与电解液放热反应以及电解液分解反应造成电芯热量急剧增多，引发电芯热失控。

3 如何解决电池热失控问题?

常用的电池热失控解决策略有本征安全、被动安全、主动安全三种策略

(1)本征安全：是电池安全的基础。是从单体电芯热失控机理着手，在材料层面提升各电芯材料的热稳定性，在工艺层面从设计和制造的角度保证电芯可靠性，属于电芯层面的防护

(2)被动安全：指的是过后安全，在某一单体电芯热失控后，利用系统热管理，也就是隔热与散热的方法，抑制其蔓延速度，防止整个电池包发生热失控;

(3)主动安全：利用电池智能管理解决，也就是说，利用BMS、大数据等现代技术提前预警可能产生的热失控。被动安全和主动安全属于电池系统层面的防护。当前行业内动力电池安全的改善分工为电池企业从单体电芯层面改善，整车企业从电池系统层面改善。

来源：《动力电池行业深度研究：动力电池安全系列研究（一）安全性要求迈向新台阶催生新兴增量赛道-20211203（24页）.pdf》

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