新能源电池热失控是指电池在内部或外部因素影响下,能量急剧释放并产生大量热量,导致电池温度失控性升高。热失控是锂离子电池的级联失效过程,本质是电化学链式反应引发的能量失控释放,可在数十秒内引发起火爆炸,对驾乘人员生命安全构成严重威胁。
热失控的发展阶段与特征
(一)潜伏期
表现:电池内部出现微短路或副反应,温度缓慢上升(60℃),电压、容量开始异常。
关键反应:SEI膜分解(约80-100℃),释放少量热量和气体(CO、H₂等)。
(二)触发期
表现:温度快速升至100-120℃,电池外壳膨胀,电解液开始分解。温度进一步升高至100-120℃,正负极材料热分解。
关键反应:正极材料(如三元材料 LiNixCoyMnzO₂)释氧,与电解液发生氧化反应,释放大量热量(每克正极材料可释放约1000-2000J热量)。负极嵌锂与电解液反应,生成可燃气体(CH₄、C₂H₄等)。
(三)爆发期
表现:温度超过150℃,电池内压骤增,壳体破裂,喷出高温气体和熔融物,伴随明火。
关键反应:可燃气体与空气混合点燃,引发爆燃;电解液持续分解,释放可燃气体(CO、H2等)。
(四)衰减期
表现:热量逐渐释放,火焰熄灭,但电池内部结构完全破坏,可能残留阴燃。
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