動力電池熱失控的機理是一個復雜而關鍵的研究領域，尤其在新能源汽車行業(yè)中，其安全性直接關系到車輛和乘客的生命財產安全。熱失控（thermal runaway）是指由各種誘因引發(fā)的鏈式反應現象，導致電池內部溫度不可控地上升，最終可能引發(fā)火災或爆炸。本文將從動力電池熱失控的觸發(fā)方式、內部反應機制等方面，深入探討其機理。

動力電池熱失控的觸發(fā)方式主要包括機械濫用、電濫用和熱濫用。

機械濫用是指車輛碰撞等引發(fā)車輛結構破壞，進而導致電池組內的電池單體受到擠壓、穿刺等物理結構損壞。這種損壞可能導致電池內部的正負極直接接觸，形成內部短路，進而產生大量熱量。此外，機械變形還可能導致電池內部的機械應力下降、電壓下降和溫度升高，為熱失控的發(fā)生創(chuàng)造條件。

電濫用則是指外部電路過流、短路等非預期的大電流超過了電池或電池系統(tǒng)可以承受的最大電流。這種情況通常發(fā)生在電池充電或放電過程中，由于電壓管理不當、電氣元件故障或制作不良等原因，導致電池內部電流過大，產生焦耳熱和化學反應熱。這些熱量的累積會導致電池溫度急劇上升，進而引發(fā)一系列放熱副反應，最終導致熱失控。

熱濫用則是指電池受到超過電芯安全閾值的加熱，從而引起電芯熱失控。加熱原因可能來自相鄰的熱失控電池，也可能來自車輛散熱系統(tǒng)失效所積攢的熱量。在高溫環(huán)境下，電池內部的電解質和電極材料會發(fā)生化學反應，產生大量熱量。當溫度超過一定閾值時，電池內部的隔膜會收縮、熔化，導致正負極活性物質分解等自發(fā)放熱反應，進一步加劇熱量的產生和溫度的上升。

動力電池熱失控的內部反應機制

動力電池熱失控的內部反應機制主要涉及固體電解質界面（SEI）膜分解反應、正極或負極活性物質與電解液反應、電解液分解反應以及負極活性物質與黏結劑反應等。

在高溫環(huán)境下，鋰離子電池的SEI膜會發(fā)生分解反應，導致負極活性物質失去保護。嵌入負極的鋰金屬會與電解液發(fā)生反應，產生大量熱量。隨著溫度的繼續(xù)上升，電池多孔隔膜會發(fā)生閉孔現象，阻斷外部短路的電流回路。然而，如果溫度繼續(xù)上升，隔膜會在一定溫度下解體，引發(fā)內部短路。此時，過大的電流會使溫度迅速升高，進而引發(fā)正極分解與電解質分解反應。

正極分解釋放大量的熱量，被認為是觸發(fā)熱失控的重要原因之一。鋰離子正極材料在分解過程中會釋放出氧氣，隨著氣體的迅速聚集和膨脹，電池內部的壓力會迅速上升。一旦內部壓力超過電池安全閥所能承受的極限，就會形成噴射現象，對電池的安全性和穩(wěn)定性構成嚴重威脅。

以上就是動力電池熱失控的機理，如果您需要電池熱失控測試設備，可咨詢費爾曼的工作人員。