Page 196 - 化工工艺理论及技术
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Chemical Process Theory and Technology
化工工艺理论及技术
和燃爆伤害。由于锂离子电池内部会发生剧烈的化学反应，产生大量的高温，因
此高温伤害是热失控的一个主要危害。同时，热失控过程中还会释放出有毒的气
体，如一氧化碳（CO）、氟化氢（HF）等，这些气体对人体和环境都有极大的危害。
最后，如果热失控产生的热量和气体无法及时散发出去，就可能导致电池燃烧或
爆炸，对周围的人员和设备造成严重的伤害。
在低压环境下，锂离子电池热失控的整体温度会降低，发生燃爆的可能性也
会降低。这是因为低压环境下，空气的对流速度会变慢，电池内部的反应速度也
会变慢，从而降低了产生可燃气体的速度和数量。此外，由于低压环境下的不完
全燃烧反应较多，且气体释放时间延长，导致 CO 等有毒气体的总量增加，使得
毒性相对加强。
总之，锂离子电池热失控是一种严重的故障模式，其机理和危害性都非常复
杂。为了保障锂离子电池的安全性，需要从设计、制造、使用等方面进行全面的
考虑和优化，以提高电池的安全性能和可靠性。同时，对于锂离子电池热失控的
研究也需要不断深入和完善，以便更好地理解和应对这一挑战。
二、低压环境下锂离子电池的热失控特性
（一）喷发时间
喷发时间是指从锂离子电池受到外部加热开始，直至电池因内部发生放热反
应，导致电池安全气阀破裂的持续时间。S.Xie 等通过实验，研究了不同压力环
境下，18650 型 LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 正极材料锂离子电池的热安全性能，发现随着
环境压力的降低，样品的喷发时间缩短，气体释放量减少。Y.H.He 等进行软包
装 LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 正极材料锂离子电池在 90~50kPa 下的热失控实验，发现热
失控喷发时间随环境压力的下降而缩短。在 50kPa 时，热失控开始时间为 462s，
比 90kPa 提前了 177s。这主要是因为随着环境压力的下降，电池向环境中的散热
变差，在相同的加热时间内，低压环境中电池内部积累的热量更多，电池安全阀
会更早破裂。
（二）表面温度
表面温度与锂离子电池热失控时释放的能量大小成正比，不同的环境压力下，
电池热失控时表面温度差异较大。Y.H.Liu 等对 18650 型 LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 正极
材料锂离子电池在 0.1~100.0kPa 下的热失控特性进行研究，发现随着环境压力的
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