锂电池爆炸机理研究
锂电池火灾成因及其火灾特点研究
锂电池火灾成因及其火灾特点研究摘要:通过引入几起使用锂电池的新能源产品火灾案例，概述锂电池的工作原理、内部结构、使用范围和当前主要使用的产品类型，对当前锂电池火灾原因进行初步探讨，着重分析了锂电池热失控的几个主要诱因，并就锂电池火灾特点和处置措施进行简要说明。
关键词：锂电池；热失控；诱因引言三星手机Note7在上市发布之初，各地接连爆出手机起火爆炸事件，迫于舆论压力，2017年1月发出通告指出是由于电池原因所导致，该事件一度在国际上引起很大轰动；2019年广西桂林雁山区“5.5”民房火灾造成5人死亡和数十人不同程度受伤，火灾原因为电动自行车电气故障；2021年4月，广州增城区东江大道北一辆特斯拉电动车由于失控发生交通事故导致车辆损毁并发生火灾，事故造成一名男乘客当场死亡。
在国际社会尤其是科技发达国家都在争相夺取新能源科技制高点的趋势下，动力锂电池作为当前大量普及应用并大有颠覆时代的新能源产品，由于在对锂电池性能、设计的创新和探索过程中由于缺少成熟的实践经验和足够的市场考验，加上普通老百姓对锂电池的系统原理和操作使用注意事项的不熟悉，使得锂电池这种新能源产品频繁发生火灾事故并造成较大社会舆论。
1锂电池简介本文中所讲的锂电池指的是锂离子电池，其构造材料主要有电解液、隔膜和正、负极材料。
锂电池的工作原理就是依靠锂离子穿过电解液和隔膜在正、负极材料之间形成储存和放电的过程。
新型锂电池具有存储电量高、工作时间长、循环充电次数多、充电速度快等优点，在智能科技电子产品、家用电器和电动汽车等领域得到广泛运用。
为提升锂电池的电子导电率，避免电极附近锂金属析出造成短路，通常加入炭黑、碳纤维、石墨烯、碳纳米管等辅材作为导电剂，可以提升锂电池中电子传输速度达到快速移动归位，提高锂电池充放电速度和循环充电次数。
当前热度较高的特斯拉、比亚迪、蔚来汽车等新能源电动车上使用的锂电池，主要有磷酸铁锂电池、锰酸锂电池以及三元锂电池三种。
近期锂电火灾事故分析论文
近期锂电火灾事故分析论文近年来，随着移动电子设备的普及和电动汽车市场的迅速成长，锂电池作为目前最常见的储能装置，其使用范围也变得越来越广泛。
然而，与此同时，锂电池火灾事故也频频发生，给人们的生命财产带来了巨大的危害。
本文将以近期发生的一起锂电池火灾事故为例，对该事故进行分析，并就锂电池火灾问题提出改进建议。
一、事故概述某市某手机厂家生产的新款手机在市场上获得了不错的销售成绩，然而，在不久前，该手机突然发生火灾事故。
据调查得知，火灾起因是手机使用的锂电池爆炸引发的。
当时该手机正处于充电状态，突然发生了爆炸，引发了火灾。
虽然火灾及时被扑灭，但是由于火灾引发的烟雾严重，导致了厂房内部的电子设备和仓库存货遭受了不同程度的损失，造成了数百万元的经济损失。
幸运的是，由于事发时正值非工作时间，没有人员在火灾中受伤。
二、事故原因分析1. 锂电池设计缺陷由于锂电池的工作原理决定了它需要具有高能量密度，而高能量密度往往也伴随着高风险。
在一些情况下，锂电池缺乏理想的电池管理系统（BMS）或错误的制造工艺可能导致锂电池内部发生短路或者过热，从而引发火灾。
2. 充电过程问题在这起事故中，手机处于充电状态。
虽然锂电池具有较高的充放电效率，但是过度充电或者充电过程中温度升高都有可能导致锂电池过热、起火甚至爆炸。
3. 厂家监管不到位对于相关生产企业而言，严格控制锂电池的制造工艺和质量检验至关重要，然而，一些小型手机厂家往往在制造和监管上存在着不到位的情况，导致了锂电池质量参差不齐。
4. 缺乏相应的安全防范措施事故发生后，对于厂房内部的安全防范措施调查发现，虽然厂房内设置了一部分灭火器材，但是对于高风险的锂电池火灾并没有采取更为有效的措施，例如设置自动报警系统、灭火系统等。
三、应对措施1. 完善锂电池设计和制造工艺在设计和制造锂电池时，厂家应该加强与研发团队的沟通，确保锂电池具备良好的安全性能。
此外，需要建立完善的BMS监控系统，及时发现和处理锂电池的异常情况。
锂离子电池过充电保护实验中着火_爆炸原因分析
１ ． １ 仪器与材料 ＢＳ－９３００ 二次电池性能检测装置（广州
擎天）、ＢＴ２０００ 电池测试仪 Ｓ／Ｎ：１６３９０１－Ｔ （美国 ＡＲＢＩＮ）、８７８５ 电子负载（１００Ｗ）、短 路夹具、万能充电器夹具、数字多用表（ 日 本产） 。
实验电池为 ４ 种不同厂家生产的手机 用锂离子电池， 编号：Ａ 、Ｂ 、Ｃ、Ｄ ， Ａ 标称容 量为（３．７Ｖ，５００ｍＡｈ）、Ｂ 标称容量为（３．７Ｖ， ６５０ｍＡｈ）、Ｃ 标称容量为（３．７Ｖ，８６０ｍＡｈ）、 Ｄ 标称容量为（３．７Ｖ，８６０ｍＡｈ）。 １ ． ２ 实验方法
锂离子电池具有体积小、容量大、重 量轻、无污染、单节电压高、自放电率低、 循环次数多等优点［ １ ］ ， 已经成为现代能源的 重要组成部分。但是锂离子电池由于能量 密度高， 因此难以确保电池充放电的安全 性［ ２ － ５ ］ ， 在使用的过程中就很可能出现起火 和爆炸， 危害生命和财产安全。本文作者 根据 ＧＢ／Ｔ １８２８７－２０００ 要求，对四种不同 厂家生产的手机锂离子电池进行安全保护 性能测试， 并对实验中锂电池出现的起火、 爆炸原因进行了详细分析。
［ ２ ］ 王彩娟， 宋杨， 金军． 部分锂离子电池的 安全问题［ Ｊ ］ ． 电池， ２ ０ ０ ８ （ １ ） ： ２ ５ ～２ ６ ．
［ ３ ］ 王静， 余仲宝， 储绪光， 等． 锂离子电池热 的安全性研究进展［ Ｊ ］ ． 电池， ２ ０ ０ ３ ， ３ ３ （ ６ ） ： ３ ８ ８ ～３ ９ １ ．
过充电保护、过放电保护、短路保护 实验的目的是考察锂离子电池用户在使用 过程中发生危险的机率。锂离子电池在过 充电保护实验中发生起火和爆炸的因素主
图２
要有以下几点。 ２ ． ２ ． １ 保护电路无效 锂离子电池因考虑充放电的安全， 都
18650锂电芯爆炸分析报告
客户投诉分析8D改善报告客户：发生日期：报告编号：回复日期：部品编号：联络人：部品描述：QAM Signature：拟定：审核：报告编号：一8D小组成员组长：组员：二问题描述一.投诉信息：一组08AQ980-01电池中的一颗电芯出货两年后在终端客户使用充电时爆炸。
三原因分析1.、爆炸电芯确认：电芯底部鼓起，爆炸时的威力将钢壳墩封部位以及包边已经冲开，盖帽与卷芯的大部分已经炸飞，钢壳内部至剩下少部分负极集流体铜箔与正极集流体铝箔。
2.对同组未爆炸的电芯进行分析：使用万用表测试其电压为0，密封圈和隔膜已经熔化，在隔膜熔化后正负极粉料也发生反应烧毁，已经无法完整地将极片展开，稍碰即碎。
说明爆炸的那颗电芯在爆炸前产生了大量的热量并传给旁边的电芯，使得旁边的电芯也受热烧毁，但没有跟着爆炸。
3.分析爆炸的可能原因有：(1)由于电解液稍偏少、极片涂布不均正极片局部稍偏重或负极片局部稍偏轻，电芯循环寿命的后期，充电时负极不足以全部接受正极过来的锂离子，过量的锂在负极表面累积逐渐形成锂枝晶，直至锂枝晶刺穿隔膜，形成内部短路通道，产生大量热量，电解液受热分解产生大量气体，内部气压逐渐增大，气压达到爆炸极限时，盖帽的防爆阀没有开启或者反应太快来不及开启，产生爆炸，此原因的可能性较大。
(2)盖帽防爆阀或CID(电流切断装置)失效，在电芯内部短路气压过大使不能开启泄压，有这种可能性。
(3)过充电产生锂枝晶刺穿隔膜导致爆炸，可能性较小。
(4)极片粉尘毛刺微短路发展为严重短路造成爆炸，可能性较小。
(5)充电时外部短路造成爆炸，可能性很小。
4.发生爆属于极小概率事件，但在百万分之一或千万分之一的概率难以避免。
查我司的历史数据，从2013年至今，XXX电芯共来料105273pcs，此款电芯用在贵司XXX项目发生爆炸1pcs，用在其他两个项目上没有发生爆炸；从2013年至今，我司共采购XXX电芯1311652pcs(131万多pcs)，除此次客诉外，其他项目并无发生爆炸，爆炸概率为0.76PPM。
锂电池火灾事故的原因分析及对策研究【最新版】
锂电池火灾事故的原因分析及对策研究本文来自公安消防部队高等专科学校的研究。
综述了过充、锂枝晶、外界撞击及隔膜缺陷等对锂电池火灾事故的影响，通过锂电池火灾事故的原因分析，提出锂电池火灾灭火对策。
对锂电安全生产使用具有重要意义!锂离子电池的能量密度一直在提升，电池续航时间延长，锂离子电池自燃、爆炸的事件也越来越多，对相关企业和用户造成了巨大损失。
与传统锂电池相比，锂离子电池以可嵌锂碳材料取代了传统的金属锂作为负极，同时由于锂离子电池中可燃材料与氧化剂共同存在，在过充、短路、高温、撞击等状况下可能会发生热失控行为，瞬间放出大量的热量，引起火灾甚至爆炸事故发生。
因此解决燃烧和爆炸带来的安全问题是电池进一步发展和应用亟待突破的瓶顶。
根据FAA统计，历年锂电池火灾事故中，68%是由于内部或者外部短路造成，15%是由于充放电造成，7%由于设备意外启动造成，10%为其他原因造成。
针对锂电池火灾事故产生的原因，本文将从锂电池的起火基本机理、火灾防控对策进行分析，并对锂离子电池火灾事故的预防与处置措施提出相应对策，为扑救锂电池火灾提供一定的理论依据。
二、影响锂电池火灾的因素锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解质和隔膜组成，主要依靠Li+在两个电极之间的充放电往返嵌入和脱嵌工作。
电池一般采用含有锂元素的材料作为正极材料，但有些材料化学稳定性和热稳定性较差，在过充、撞击、短路过程中很容易引发火灾及爆炸事故。
除了正极材料外，负极材料的好坏直接影响锂离子电池的性能，传统碳负极材料易在电解液中形成固体电解质界面膜，引起初始容量的不可逆损失，降低首次充放电的效率，其次，由于碳负极的电位接近金属锂的电位，当电池过充时，碳负极表面易析出金属锂，从而可能形成锂枝晶，引起短路。
锂电池发生火灾事故机理如图1所示。
图1 锂离子电池火灾事故形成机理因此有必要从过充、短路(锂枝晶、外界撞击、隔膜缺陷)等方面进行研究锂离子电池火灾产生的机理，了解锂离子的过充行为以及由此引发热失控的影响因素。
探讨锂电池火灾爆炸原因分析与控制措施
探讨锂电池火灾爆炸原因分析与控制措施摘要：为进一步提升锂电池使用的安全性，最大程度减少安全事故的发生几率，文章以锂电池火灾爆炸作为研究对象，客观分析火灾爆炸诱发原因，并积极做好防控工作，稳步增强锂电池的安全性，逐步拓宽其使用领域，发挥锂电池在经济发展、社会生活等方面的积极作用。
关键词：锂电池；火灾爆炸；爆炸原因；控制措施引言根据FAA统计，历年锂电池火灾事故中，68％是由于内部或者外部短路造成，15％是由于充放电造成，7％由于设备意外启动造成，10％为其他原因造成。
1锂电池出现火灾爆炸事故的影响因素锂电池当中也分为正负极，并且正负极所含有的物质是不同的，其中锂化合物处在正极位置，是以锂离子的形态而存在的。
基于电解液能够嵌入炭层，在炭层中有很多微孔，在炭层中嵌入更多锂离子，电池充电量也就越高。
在电池放电过程中，潜在炭层当中的锂离子会透出，会变成电解液，而其又会重新回到正极位置。
当这个位置中的锂离子数量增加，那么其放电容量也就会升高，继而会对锂电池内外部安全产生不良影响，这里所讲的内部因素就是生产制作锂电池的材料、技术，还有锂电池本身的构造。
材料特性会影响电池过程以及人稳定性，制作工艺会出现微短路、电芯内短路以及技粉单来。
而外部因素包含充电、过温、外短路等在外界因素当中，温度会对锂电池的充电、放电性能产生影响，也就是电化学产生反应。
在温度逐渐降低的时候，反应情况也会不断降低，在电池电压保持不变的时候，放电随之降低，其功率也就会逐渐降低。
倘若锂电池的温度呈现上升状态，其功率也就会呈现上升态势。
温度会对电解液传送速度产生影响，温度的上升速度过快的话就会对其充电、放电性能产生不良影响。
在温度超高的时候，会对电池的化学平衡产生不良影响。
锂电池发生火灾爆炸事故的原因有很多，可是最为关键的原因就是电池出现高温与高压，与其会产热息息相关。
电池当中的产热因素非常多，其中锂电池热散失过速的话，反应速度也会随之增涨。
这时会导致两种情况产生，其一就是反应达到燃点温度爆发火灾，锂电池通常都被制作成封闭状态，如果封闭体系当中的温度过高，反应速度也会加快，反应物的气压快速上升，活性物分解，同电解液反应生成气体，如果再失去安全阀的保护，还会导致爆炸事故，会对使用者产生严重威胁。
锂电池厂爆炸火灾事故原因
锂电池厂爆炸火灾事故原因近年来，随着便携式电子设备的普及和电动汽车的兴起，锂电池作为一种高能量密度储能设备被广泛应用。
然而，锂电池在高能量密度的同时也带来了火灾和爆炸的风险。
事实上，全球范围内，已经发生了多起锂电池厂爆炸火灾事故。
这些事故对现代社会的生产、生活和环境均造成了严重影响。
因此，对于锂电池厂爆炸火灾的原因进行深入分析，不仅有利于预防类似事故的发生，也能为锂电池制造企业提供重要的安全指导和技术支持。
一、锂电池厂爆炸火灾事故概述1.1 锂电池的基本结构和原理要深入分析锂电池厂爆炸火灾的原因，首先需要了解锂电池的基本结构和工作原理。
一般而言，锂电池由正极、负极、隔膜和电解液组成。
正极通常使用氧化物，负极通常使用石墨或锂金属，电解液通常是有机溶剂和锂盐的混合物。
在放电过程中，正极和负极通过电解液中的离子交换来释放能量。
锂电池的高能量密度使其成为便携式设备和电动汽车的理想能源储存装置。
1.2 锂电池爆炸火灾事故的严重性虽然锂电池具有高能量密度和长周期寿命等优点，但由于其在充放电过程中会产生热量和气体，也存在着发生爆炸火灾的潜在风险。
一旦发生锂电池爆炸火灾，不仅可能导致设备损坏和人员伤亡，还可能引发火灾蔓延和化学品泄漏等严重后果。
因此，锂电池厂爆炸火灾事故的严重性不容忽视。
1.3 锂电池厂爆炸火灾事故的代表性案例全球范围内，已经发生了多起锂电池厂爆炸火灾事故。
典型案例包括2011年5月在韩国天津三星SDI公司发生的锂电池厂爆炸火灾事故、2018年3月在中国广东佛山发生的锂电池厂爆炸火灾事故等。
这些事故不仅对当地的生产和环境造成了严重影响，也引起了全球范围内的关注和警惕。
二、锂电池厂爆炸火灾事故的原因分析2.1 原材料和工艺控制不当在锂电池的生产过程中，如果正极材料、负极材料、电解液等原材料的品质控制不当，可能会导致电池内部产生短路、漏电等隐患，从而增加爆炸火灾的风险。
此外，如果制造工艺不合理、操作不规范，也可能会在电池内部产生异常反应，引发火灾。
常见锂电池爆炸原因及避免措施
常见锂电池爆炸原因及避免措施锂电池的爆炸主要是由于电池内部发生异常热失控而引起的。
锂电池爆炸的主要原因可以归纳为以下几个方面：过充、过放、短路、挤压、高温环境和材料缺陷等。
首先，过充是导致锂电池爆炸的一个主要原因。
当电池在充电时，如果电池内部的温度过高，或者充电电压超过了电池的耐受范围，就会导致电池内部的化学反应失控，产生大量的热量。
这种热量不能及时散发出去，就会导致电池内部的压力骤然增大，进而导致电池爆炸。
其次，过放也是导致锂电池爆炸的一个重要原因。
在使用过程中，如果将锂电池放电到超低电压，会导致锂电池内部的化学反应异常失控。
这种失控会导致电池内部的温度迅速升高，压力骤增，进而引发爆炸。
另外，短路也是引发锂电池爆炸的一个常见原因。
短路是指电池的正、负极之间发生电流直接流通的现象。
当锂电池内部的正、负极由于其中一种原因直接接触，电流就会被短路通路直接通过。
这会导致电池产生过高的电流，进而产生过热，引发电池爆炸。
此外，如果锂电池在使用或运输过程中受到挤压，也会引发锂电池爆炸。
当锂电池被挤压时，电池内部的隔膜和电池皮膜有可能被破坏，正、负极之间产生短路，从而引发温度升高和电池爆炸。
高温环境也是锂电池爆炸的一个重要因素。
当锂电池处于高温环境下，电池的内阻会明显降低，这样会导致电池放电速度加快，从而产生过多的热量，进而引发爆炸。
此外，锂电池的材料缺陷也会导致爆炸。
例如，如果电池内部的材料质量不合格，或者电池的外包装存在缺陷，就容易导致电池内部的化学反应失控，从而引发爆炸。
为了避免锂电池的爆炸，可以采取以下一些措施。
首先，选购正规品牌的锂电池，避免购买假冒伪劣产品。
其次，避免过充过放，控制好充电和使用电池的电压和时间。
再次，避免电池短路，比如避免不当、过于紧密的存放。
此外，要避免电池受到挤压和高温环境，尽量避免在高温环境中长时间使用和存放锂电池。
最后，应定期检查锂电池的状态，如有变形、漏液等异常情况应及时更换电池。
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防止锂离子电池着火或爆炸的措施：
●通过外加专用的保护电路来实现保护，如：为防止锂离子
电池过充，在电池的安全帽内安装PTC聚合物开关或防爆 安全阀。 ●锂离子电池的热稳定性与正极材料的种类，电解液有关。 通过优化合成条件，改进合成方法，合成热稳定性好的正 极材料；或使用复合技术（如掺杂技术）、表面包覆技术 （如涂层技术）来改善正极材料的热稳定性。 ●将碳材料表面弱氧化，如：还原、掺杂、表面改性等；或 使用球形，纤维状的碳负极材料以提高电池的热稳定性。 ●采用热稳定性好的锂盐，电位稳定性宽的溶剂以提高电池 的热稳定性。另外，在有机电解液中加入一定量的阻燃剂 （有机磷系阻燃剂、硅烷、硼酸酯等）也是改善电池安全 性的一个重要途径。
锂离子电池中热量的主要来源：
一. 碳负极表面主要存在三种放热反应 ：
●
SEI膜的热分解反应：SEI膜的热分解反应一般在 120℃左右，反应放出的 热量很低，以此热量来加 热电池，仅会使其升高几度，不会带来危险。 ● LixC6与溶剂的反应：LixC6与溶剂反应的起始温度 一般发生在120℃以上，放出的热量与x值、锂 盐、溶剂有关，并且反应热比较大，在某种情况 下可能是电池失控的主要原因。 ● LixC6与粘结剂的反应：尽管粘结剂与LixC6的放热 量比较大（起始温度260℃左右，放出的热量大于 1000J/g），但由于粘结剂在负极中所占的比例有 限，因此不会成为电池爆炸的主要原因。
425 1388
Li0.7C6/溶剂 Li2C6/溶剂
240～350 >260
1500 1647
LiC6/PVDF Li2C6/PVDF
90～290
1497
SEI 分解＋ LiC6/溶剂
二. 正极表面存在的几种主要放热反应
常用的正极材料（如LiCoO2、LiNiO2、 LiMn2O4）在充电状态时处于亚稳定状态。温度 升高到200℃左右会发生分解放出氧气并氧化溶 剂（也有人认为电解液与正极的反应发生在氧 气释放之前，其机理有待于深入研究）。正极 材料的分解起始温度和放热量与材料的种类、 嵌锂状态、材料的比表面积有关,表2总结了一些 正极材料的热稳定性。
表1.负极材料表面存在的主要放热反应
SEI 分解
温度范围 （℃）
80～120
LixC6/溶剂
温度范围 （℃）
100～120
LixC6/PVDF
备注 温度范围 （℃）
>260
放热量 （J/g）
257
放热量 （J/g）
350
放热量 （J/g）
1025
备注
Li0.8C6/PVDF
130
41
210～230 210～230
锂离子电池爆炸机理研究
唐致远 陈玉红
天津大学
研究工作的意义
锂离子二次电池以其高比能量、较高的工 作电压、体积小、重量轻等优点已成为移动通 讯、笔记本电脑等便携式电子产品的主要电源 之一。然而，锂离子电池在充放电过程中由于 使用不当，会出现爆炸的危险；特别是在滥用 条件下（如受热、过充、短路、振动、挤压 等），电池会出现燃烧、爆炸乃至人员受伤等 情况。因此，研究锂离子电池的爆炸机理对提 高锂离子电池的安全性有重要的意义。
锂离子电池内部的主要放热反应：
锂离子电池的燃烧或爆炸主要是由于温度升高时，电 池内部的活性物质及电解液组分之间发生化学与电化学反 应产生大量的热与气体所致，图1表示锂离子电池内部存 在的主要放热反应。
图1. 锂离子电池内部存在的主要放热反应
引起锂离子电池燃烧或爆炸的几种可能性：
●当锂离子电池受热时，电池内部的反应如一个反应链，各个反应 相互 促进，依次进行。首先是SEI膜分解放出热量加热了电池， 促使负极与溶剂的反应放出更多的热量，导致负极与粘结剂的反 应、溶剂分 解，接接着正极开始进行热分解反应，放出大量的热 与气体，最后导 致电池燃烧或爆炸。 ●在锂离子电池充电初期，电流通过电池时一部分电能转化为热能， 欧姆极化也产生一部分热量，但电池表面温度上升的很慢；当电 池达到 全充满状态时，由锂离子继续的嵌入反应变成锂金属在负 极表面的沉积，溶剂被氧化（由过充引起的溶剂的氧化反应放出 的热量远远高于可逆状态下锂离子与溶剂反应放出的热量）放出 的热量加热了电池；随着电池温度升高，金属锂与溶剂反应、嵌 锂碳与溶剂反应相继发 生，热量失控，同时伴随发生溶剂的分解、 粘结剂与锂金属的反应。 ●短路、针刺和撞击对锂离子电池造成的危害大致相同。短路时， 电流通过电池的瞬间产生大量的热，加热电池，使电池温度升高 到正极分解的温度，正极热分解又导致电池热量失控；针刺速度 很快时，在针刺的部位造成局部短路并产生大量的热，使电池内 部温度升高到正极热分解的温度；当锂离子电池受到撞击时，电 极上过电压损失产生热量，促使溶剂与负极的反应，放出的热量 又进一步加热电池，促使正极热分解反应发生，导致热量的失控 。
锂离子电池的热爆炸机理：
当电池在受到热冲击、过充、过放、短路、振动、挤压 等滥用状态下，电池内部的活性物质及电解液等组分间将发 生化学、电化学反应，产生大量的热量与气体，引起电池的 升温，如果锂离子电池内部的热生成速率大于热散失速率,则 体系内的反应温度就会不断上升，当热量和内压累积到一定 程度的时候，就会引起电池的燃烧或爆炸。例如： 锂离子电池电解液在受热的情况下，容易发生氢氧自由基 的链式反应，放出大量的热量。 在高温下，气相溶剂将发生下列链式反应： 溶剂分解： RH→R• + H• （1） 氢自由基的链式反应： H• + O2 → HO• + O• （2） HO• +H2→H• + H2O （3） O• + H2→H• + HO• （4） 氢氧自由基的链式反应不断进行，放出大量的热，这是 导致电池燃烧或爆炸的主要原因。
部分正极材料热稳定性的比较 LiNiO2 ＜ LiNi0.8Co0.2O2 ＜LiCoO2 ＜ LiMn2O4 ＜ LiFePO4 ＜LiN电解液的热分解反应
●电解液的热分解反应（200℃以上）主要是在
温度升高时溶剂与电解质的反应。其分解温 度和放热量与电解质锂盐的种类及浓度，溶 剂的种类以及溶剂的配比有关。 ●当锂离子电池充电电压超过电解液的分解电 压（大于4.5V）时，电解液也会发生分解反 应,放出热量,并产生气体。 ●电池有内阻（Rc），当电流通过负极时，内 阻产生的热量为I2Rct，有时称之为极化内阻 热。当电池外部短路时，电池内阻热占主导 地位。
阻燃剂的工作原理：
研究阻燃剂，其出发点是如何能够干扰或阻断 这个氢氧自由基的链式放热反应。 阻燃剂的工作原理是：受热时释可以放出具有 阻燃性能的自由基（ P, N, F, C1 ），这些自由基可 以捕获气相中的氢自由基或氢氧自由基，从而阻止 氢氧自由基的链式反应，使有机电解液无法燃烧或 难以燃烧。其反应式如下： 以加入阻然剂磷酸三甲酯(TMP)为例，TMP将发 生下列反应阻止氢氧自由基的链式反应： TMP( l ) → TMP( g ) （1） TMP ( g ) →[P]• （2） [P]• + H• → [P]H （3）
谢 谢！
表2.部分正极表面存在的主要放热反应
正极材料 LiNiO2 LiNi0.7Co0.2Ti0.05Mg0.05O2 LiNi0.8Co0.2O2 LiCoO2 LiMn2O4 LiFePO4 LiNi3/8Co1/4Mn3/8O2 起始温度（℃） 182 175 197 181 209 221 270 放热峰温度（℃） 209 220 228 256 280 252 297 放热量 （J/g） 1300 1600 1600 1100 860 520 290