Page 195 - 化工工艺理论及技术

第七章 锂离子电池安全技术研究进展

第二节 低压环境下锂离子电池热失控特性研究进展

作为 3C 产品的核心部件，锂离子电池的需求日益增长，越来越多的锂离子
电池需要通过航空方式运输。此外，随着锂离子电池的应用场景拓宽，电化学储
能电站逐渐在高原低压环境地区普及。如何保证锂离子电池在高原低压环境的全
生命周期及航空运输安全，已经成为当前锂离子电池安全领域研究的热点问题。
锂离子电池本身比较活跃，热稳定性较差，在高原低压等特殊应用环境，特别是

航空运输过程中，压力动态变化会对锂离子电池的安全性能产生影响；一旦触发
热失控，就有可能衍生为燃烧和爆炸，极易造成人员伤亡和财产损失，引起不良
的社会影响。

本节作者对低压环境下锂离子电池单体热失控特性及模组的热蔓延特性进行
综述，有助于更好地了解特殊环境下锂离子电池热失控燃爆事故的演变和危害，
为开展低压环境下的锂离子电池火灾预防、预警和灭火工作提供理论支持。

一、锂离子电池热失控的机理及危害性

锂离子电池，作为一种广泛使用的能量存储设备，在现代社会中的应用越来
越广泛。然而，其安全性能一直备受关注，尤其是锂离子电池在受到过热、过充、
物理损伤等滥用情况时，可能会引发热失控现象。热失控是锂离子电池发生的一

种严重的故障模式，它会迅速释放大量的热量和有害气体，甚至可能导致电池燃
烧或爆炸，对人员和设备造成严重威胁。
首先，锂离子电池热失控的机理可以大致分为四种类型：机械滥用、电滥用、
热滥用和电化学滥用。机械滥用是指电池受到挤压、撞击等外力作用；电滥用是
指电池受到过充、过放、过流等电气状态的影响；热滥用是指电池内部温度异常

升高，可能由外部加热或电池内部反应引起；电化学滥用是指电池内部发生了不
稳定的电化学反应。这些滥用情况都可能触发锂离子电池的热失控过程。
在热失控过程中，锂离子电池会从低温逐渐升温至高温，并经历一系列复杂

的物理和化学变化。这些变化包括高温容量衰减、固态电解质界面（SEI）膜分解、
负极与电解液反应、隔膜熔化等。这些变化会导致电池的电化学性能急剧下降，
最终引发电池的燃烧或爆炸。
锂离子电池热失控的危害性主要体现在三个方面：高温伤害、有毒气体伤害

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