鋰離子電池熱失控事故的觸發(fā)原因有很多種，根據(jù)觸發(fā)的特征，可以分為機械濫用觸發(fā)、電濫用觸發(fā)和熱濫用觸發(fā)三種方式。

機械濫用：指的是由汽車碰撞等引起的針刺、擠壓以及重物沖擊等；

電濫用：一般由電壓管理不當或電器元件故障引起，包括短路、過充電和過放電等；

熱濫用：由溫度管理不當導致的過熱引起的。

 

這三種觸發(fā)方式之間相互關聯(lián)，如上圖所示，機械濫用一般會引起電池隔膜的變形或破裂，導致電池內部正負極直接接觸短路，出現(xiàn)電濫用；而電濫用下，焦耳熱等產(chǎn)熱增加，引起電池溫度上升，發(fā)展為熱濫用，進一步觸發(fā)電池內部的鏈式產(chǎn)熱副反應，最終導致電池熱失控發(fā)生。

 

電池熱失控發(fā)生的根本原因是由于熱量積累/溫度上升而引發(fā)的內部一系列不可逆產(chǎn)熱副反應，這些反應相繼發(fā)生，放出大量的熱量，形成鏈式反應。

可以看出，在熱失控過程中，鋰電池負極的開始進行副反應，首先是SEI膜分解反應（70～130℃）和嵌鋰石墨負極與溶劑反應（120℃～200℃）等。電解液中的溶質LiPF6在高溫下也會發(fā)生分解，生成PF5等。當溫度上升到200℃左右時，正極材料開始分解，并釋放出氧氣。正極材料的分解溫度取決于正極的組成和嵌鋰狀態(tài)，對常用的鎳鈷錳三元正極LiNixMnyCo1-x-yO2，鎳含量越高、鋰含量越少，正極材料的分解溫度越低。高溫下，正極材料及其產(chǎn)生的氧氣均為強氧化物，會與作為強還原物的電解液和負極材料發(fā)生強烈的氧化還原反應，釋放大量的熱量，引發(fā)電池劇烈溫升，并進一步引起黏結劑反應、電解液燃燒等反應，導致電池發(fā)生熱失控。

 

在絕熱熱失控測試下，可以定義幾個特征溫度（自產(chǎn)熱起始溫度Tonset，熱失控溫度TTR，最高溫度Tmax），以定量評估電池的熱失控特性，如圖2所示。其中Tonset為自產(chǎn)熱起始溫度，即電池自產(chǎn)熱速率高于0.02 ℃/min 的溫度，高于此溫度，電池將出現(xiàn)明顯的自產(chǎn)熱；TTR為電池的熱失控溫度，一般定義為電池的自產(chǎn)熱速率高于1 ℃/s 的溫度，在此溫度后，電池將出現(xiàn)劇烈溫升，溫升速率可能高達105 ℃/min，Tmax為熱失控過程中的最高溫度，可高達1000 ℃。