Joule:缓解锂离子电池的热失控

北2北

2020-03-20

电池的安全性是发展新型储能设备的优先目标。频繁发生的不明原因电池相关事故会很大程度上影响锂电池及其相关应用的业界信心。此外，锂离子电池热失控的相关机制尚不明确，这对于从根本上抑制热失控降低安全风险带来了挑战。近日，清华大学的欧阳明高院士总结了锂离子电池热失控的相关应对策略。

本文要点

1) 文章首先对引发锂离子热失控的相关原因及热失控过程中的失效顺序进行了简单介绍。热失控通常是由各种滥用条件导致的，包括机械滥用、电气滥用和热滥用等。在各种诱因下热失控发生并最终导致电池整体失效，甚至燃烧爆炸等。

2) 文章的重点在于热失控相关抑制策略的总结与概括。而抑制锂离子电池热失控的核心在在于提高相关材料与组件的热稳定性。热失控过程中涉及到三个关键温度：T1代表异常产热的起始温度、T2代表电池热失控的引发温度，T3代表热失控过程中所能达到的最大温度。所有的热失控抑制策略的目标都是以这三个温度作为参考指标来衡量其有效性。

3) 作者从单体电池水平上热失控风险的降低和体系水平上防止热失控蔓延这两方面对热失控相关物理-化学机制进行了阐明。从单体电池水平上来看，时间-顺序图有助于厘清热失控与火焰之间的关系；而从系统水平上来看，时间-顺序图描述的则是热失控蔓延程度和意外着火途径之间的联系。通过切断顺序图中不同状态下的火势流向就可以缓解热失控。

Xuning Feng et al, Mitigating Thermal Runaway of Lithium-ion Batteries, Joule, 2020

DOI: 10.1016/j.joule.2020.02.010

https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(20)30088-X?rss=yes