鋰離子電池?zé)崾C(jī)理和致爆時(shí)間研究綜述

任可美，戴作強(qiáng)，鄭莉莉 ，李希超 ，冷曉偉

（1.青島大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院動(dòng)力集成及儲能系統(tǒng)工程技術(shù)中心，青島260071；2.中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所，青島 266101）

鋰離子電池從第一次投入市場商業(yè)化應(yīng)用開始，因其高電壓和高比能量等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用越來越廣泛。但隨著鋰離子電池應(yīng)用的不斷推廣，各種鋰離子電池也暴露出許多安全問題，電池著火、爆炸、傷及人員等事故不斷發(fā)生[1]：如戴爾筆記本使用的索尼公司生產(chǎn)的鋰離子電池由于存在安全隱患而發(fā)生爆炸[2]，三星公司生產(chǎn)的智能手機(jī)Note 7由于鋰離子電池原因而發(fā)生爆炸的事故。鋰離子電池被認(rèn)為是電動(dòng)汽車的理想電池，也被廣泛應(yīng)用于便攜式設(shè)備以及航空航天事業(yè)[3-4]，因此鋰離子電池的安全問題備受關(guān)注。

引起電池著火、爆炸的原因有加熱、過充、刺穿、過放、短路、擠壓等[5]。研究鋰離子電池致爆時(shí)間對電池在濫用條件下將要發(fā)生爆炸時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測以及預(yù)防傷及人員有重要意義，掌握好鋰離子電池致爆時(shí)間可以從事故現(xiàn)場及時(shí)撤離或采取及時(shí)補(bǔ)救措施，把人員傷亡率或財(cái)產(chǎn)損失率降到最低。

本文研究了導(dǎo)致鋰離子電池爆炸的原因，介紹了鋰離子電池?zé)崾C(jī)理和致爆時(shí)間。

1 鋰離子電池爆炸失效機(jī)理

導(dǎo)致鋰離子電池爆炸的原因很多，究其原理主要是電池內(nèi)部組件發(fā)生化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)，放出大量的熱和氣體。電池內(nèi)部正、負(fù)極活性物質(zhì)以及電解液等在正常使用條件甚至濫用條件下均會(huì)發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)異常時(shí)會(huì)導(dǎo)致電池溫度升高，加劇內(nèi)部反應(yīng)，生成更多氣體與熱，電池內(nèi)部氣壓升高，最終致使電池鼓包、著火甚至爆炸[5]。……