三、机械损伤与结构缺陷
内部短路
制造过程中混入的金属颗粒(如直径>10μm的铜屑)可能在循环过程中刺穿隔膜
卷芯设计缺陷导致极片边缘毛刺,在充放电膨胀压力下划伤隔膜
实验数据显示,1mm²的短路点即可产生约50W的持续热功率,足以引发热失控。
物理挤压/穿刺
外部机械冲击导致电池壳体变形,正负极直接接触。例如,电动汽车碰撞事故中,电池包受挤压后内部压力超过20MPa时,电解液可能喷出并引燃。
四、材料本征缺陷
五、老化与性能衰退
SEI膜增厚
循环500次后,SEI膜厚度从初始的50nm增至200nm,导致内阻增加40%。充放电时额外产生的热量使电池工作温度提高8-10℃。
析锂累积
快充(>2C)或低温循环导致的锂镀层,在100次循环后可能形成5-10μm厚的不规则沉积层。DSC测试显示,此类电池的初始放热温度从180℃提前至120℃。
电解液消耗
高温存储(55℃/年)会导致电解液挥发损失15-20%,正负极界面接触恶化,局部电流密度异常升高。
六、环境因素叠加
湿度影响
相对湿度>80%时,水分渗透导致LiPF6水解生成HF(4LiPF6 + 3H2O → 2POF3 + 3LiF + 6HF),腐蚀电极并产生氢气。
气压变化
低气压环境(如航空运输)下,软包电池的铝塑膜可能膨胀破裂。实验显示,海拔3000米(70kPa)时,电池泄压阀开启压力降低30%。
锂电池起火本质是"能量失控释放-材料分解-连锁反应"的三阶段过程。预防策略需多维度结合:
材料改进:采用高热稳定性正极(如LFP)、固态电解质
结构设计:双重陶瓷隔膜、压力感应熔断装置
管理系统:三级温度监控(电芯-模组-系统)、析锂检测算法
使用规范:避免-10℃以下充电、控制SOC在20-80%区间
随着硅基负极(容量4200mAh/g)和高电压电解液(>4.5V)的应用,新型电池体系需重新评估热失控机制。返回搜狐,查看更多