电化学电池以不可控制的方式通过自加热升高其温度的事故即为热失控。
A1阶段:电芯在使用过程中**会产生初始能量热扰动,引起热扰动的能量来源包括电芯内部正常的锂离子充放电化学反应、内部非正常化学反应(如不符合额定电压、电流、温度或有热传导的滥用造成的内部剧烈反应,外部和内部机械结构损伤*终造成的内部剧烈反应等),从而导致电芯产生热量。与此同时,电芯会向外进行热量散逸,同时部分化学反应会伴随吸热;
A2阶段:当电芯散逸的热量+反应消耗的热量≥电芯获得的热量时,电芯是安全的;
A3阶段:当电芯散逸的热量+反应消耗的热量<电芯获得的热量时,电芯产生温升ΔT。如果ΔT没有带来电芯内部新的放热反应,则电芯是安全的;
A4阶段:如有新的放热反应(如SEI膜的分解放热、电解液的分解放热、氟化物粘结剂的分解放热、电解液分解放热、正*活性材料分解放热、过充电时沉积出的金属锂与电解液发生反应放热、金属锂与粘结剂的反应放热、可燃物质的燃烧等),当这些反应放热所带来的电芯内部反应速度不可控时,电芯温度上升将不可控,便会引起A5阶段中我们常规所定义的热失控,如【图1】各储能相关标准中规定的电芯内部放热反应引起不可控温升的现象。
电芯在使用后的状态描述可分为未失效和失效两种状态。未失效即为电芯还可以在满足使用条件下继续使用,而失效状态则表明电芯不再适于继续使用。失效的状态描述又可分为安全状态和非安全状态两种:安全状态仅表现为电芯的容量衰减异常、内阻变化异常等;而非安全状态一般指电芯对外将产生不可控的能量释放。
当电芯发生热失控时,其能量释放、有毒有害物质释放的不可控即被定义为起火、爆炸,此时即可判定电芯发生了安全事故。
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