鋰離子電池組發(fā)熱失控原因

動力鋰電池工作后是必然要發(fā)熱的，常態(tài)下是可控的，但是非常態(tài)下會失控。假如失控，必然會發(fā)生火災。技術上必須要搞清楚，對失控原因分析是必須的。歸納起來，有內(nèi)、外2個方面的基本原因：

(1)外因：過充電觸發(fā)熱失控、外力導致熱失控、過熱觸發(fā)熱失控；

(2)內(nèi)因：電池內(nèi)部短路觸發(fā)熱失控。

參與熱失控反應的是鋰離子電池中的氧化鈷化學物。加熱這種化學物達到一定溫度，它就開始自發(fā)熱，然后發(fā)展成起火和爆炸。在某些情況下，這種有機電解液釋放壓力會導致電池破裂。假如暴露在高溫環(huán)境下，或者是遇到火花，它也有可能會燃燒。

從本質(zhì)上而言，熱失控是一個能量正反饋循環(huán)過程：升高的溫度會導致系統(tǒng)變熱，系統(tǒng)變熱升高溫度，這又反過來又讓系統(tǒng)變得更熱。熱失控是很常見的現(xiàn)象，從混凝土養(yǎng)護到恒星爆炸，都有可能會出現(xiàn)熱失控。

熱失控現(xiàn)象及其強度與鋰離子電池組的大小、配置和電池單元的數(shù)量有關。小型鋰離子電池組只有幾個鋰離子電池單元，所以熱失控從有問題的電池單元傳播到其他單元的機會相對較低。而波音787巨大的電池組就是另外一回事了：它們裝在密封的金屬盒里，不能排放余熱，當一個電池單元熱到足以點燃電解質(zhì)時，其余的電池單元就會迅速跟進。

電池充電時，金屬鋰的表面沉積非常容易聚結(jié)成枝杈狀鋰枝晶，從而刺穿隔膜，造成正負極直接短路。而且，金屬鋰非常活潑，可直接和電解液反應放熱，其熔點又很低，即使表面金屬鋰枝晶沒有刺穿隔膜，只要溫度稍高，金屬鋰就會溶解，從而引發(fā)短路。材料發(fā)生氧化還原熱反應的溫度越高，表明其氧化能力越弱，正極材料的氧化能力越強，發(fā)生反應就越劇烈，也越容易引發(fā)安全事故。