簡述鋰離子電池安全性評估及測試方法

鋰離子電池的溫度顯示了顯示了電池的熱狀態(tài)，其中所存在的本質是鋰離子電池產熱和傳熱的結果。研究鋰離子電池的熱特性，及其在不同狀態(tài)下的產熱和傳熱特性，能夠讓我們認識到鋰離子電池內部發(fā)生放熱化學反應的重要途徑。

不安全行為

鋰離子電池的不安全行為，包括電池在過充過放、快速充放電、短路、機械濫用條件和高溫熱沖擊等情況，容易觸發(fā)電池內部的危險性副反應而出現熱量，直接破壞負極和正極表面的鈍化膜。

當電芯溫度上升到130℃以后，負極表面的SEI膜分解，導致高活性鋰碳負極暴露于電解液中發(fā)生劇烈的氧化還原反應，出現的熱量使電池進入高危狀態(tài)。

當電池內部局部溫度升高到200℃以上時，正極表面鈍化膜分解正極發(fā)生析氧，并繼續(xù)同電解液發(fā)生劇烈反應出現大量的熱量并形成高內壓。當電池溫度達到240℃以上時，還伴隨鋰炭負極同粘結劑的劇烈放熱反應。

鋰離子電池安全性評估儀器

在鋰離子電池安全性研究中，量熱儀是最重要的使用儀器。最常用的量熱儀是加速量熱儀，英文名是acceleratingratecalorimeter，ARC。ARC是聯合國推薦使用的用于危險品評估的新型熱分析儀器，可以供應絕熱條件下化學反應的時間-溫度-壓力數據。

ARC基于絕熱原理設計，可使用較大的樣品量，靈敏度高，能精確測得樣品熱分解初始溫度、絕熱分解過程中溫度和壓力隨時間的變化曲線，尤其是能給出差示掃描量熱法和差熱分析法等無法給出的物質在熱分解時的壓力緩慢變化過程。

ARC安全性評估方法

ARC通過精確的溫度跟蹤，防止被測樣品與環(huán)境的熱量交換，從而可以供應一個近似絕熱的環(huán)境，重要對被測樣品的放熱行為進行測試分析。

除了測試熱失控，利用ARC可以供應絕熱環(huán)境的特點，將ARC與直流恒流源、充放電設備聯用，可以測試電池的比熱容及充放電過程的絕熱溫升。