中国粉体网讯 锂离子电池由于重量轻、体积小、循环性能好、无记忆性等优点，被广泛应用于电动汽车、消费电子及储能等领域。锂离子电池的能量密度成为制约电动汽车等相关产业发展的重要因素之一，各国研究人员都在积极研发能量密度更高、综合性能更好的锂离子电池。然而在能量密度提高的同时电池的安全性也面临着严峻的挑战，其中常见的危险就是电池热失控，近年来电动汽车由于动力电池热失控引发安全事故的案例层出不穷；未来随着我国新能源汽车销量和保有量的增加，电动汽车起火事故会进一步增多。锂离子电池热失控不仅对消费者的生命财产造成损失，同时阻碍了锂离子电池的进一步发展。
实现电池安全的前提是对电池-电芯-材料热失控反应机理的深入理解。人们对电池安全机理的认识是一个渐进式的过程，通过各种新的实验现象，人们在不断完善对电池热失控机理和行为的认识。在电池最后发生热失控、产生事故之前，存在一个漫长的放热反应过程，根据反应的剧烈程度可以分为自放热起始反应阶段和热失控临界阶段。当电池在外部诱因条件下开始出现起始自放热反应后，如果电池散热不能及时将热量排除，温度将持续上升直至达到热失控临界反应区间温度，此时电池将发生一系列热失控反应，表现为起火或爆炸事故。
采用固态电解质的全固态电池被认为是解决电池安全问题的最终方案。固态电池具有高功率密度、高能量密度、高可靠性和安全等优点，被视为最具前景的新一代动力电池技术。不过，固态电池同样存在失效行为，其失效行为包括循环容量衰减、内阻增大、短路、热失控、日历失效等。其中，热失控是指电池内部局部或整体温度急速上升，热量不能及时散去，大量积聚在内部、并诱发进一步副反应的一种失效行为。在内短路中，有研究者证实了锂枝晶发生热熔效应，大量电流通过枝晶，促使局部升温，从而导致Li融化，这便是一种电池内部局部热失控。处于非正常运行条件的电池，如短路、倍率过高、高温等情况均有可能诱发电池热失控。
一般认为固态电解质大都具有较好的高温稳定性，在防止热失控方面具有较好的安全性。但有研究人员发现，当Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3电解质与熔融锂金属接触时，锂金属会燃烧，引发热失控。他们通过研究表明，界面反应产生的氧气，会诱发锂金属与氧气的剧烈反应，导致热失控。由此可见，固态电池中热失控仍然是不可忽略的问题，而锂金属和电解质之间反应产生的O2是发生热失控的主要原因。
针对固态电池相关的技术、材料、市场及产业等方面的问题，中国粉体网将于2023年2月21-22日在常州举办第四届高比能固态电池关键材料技术大会。为致力于固态电池技术开发的企业，科研院校，以及电动车、储能、特种应用等终端企业提供信息交流的平台，开展产、学、研合作，共同推动行业发展。届时，东风汽车前瞻技术研究院刘敏博士将作题为《固态电池热失效模式研究进展》的报告。
专家简介：
刘敏，东风汽车前瞻技术研究院高级研发经理，负责新型动力电池系统设计、开发及搭载验证，目前发表相关论文10余篇，申请发明专利20余项。
参考来源：
王涛等.固态电池失效分析
吕志文等.固态锂电池失效机制及其研究进展
陈汝颂.先进电池体系的热失控机理与高安全电池设计
（中国粉体网编辑整理/文正）
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