电池热失控是电池因内部链式反应导致温度急剧上升、最终引发燃烧或爆炸的过程。其机理复杂，涉及电化学、热力学与材料失效的耦合作用

一、热失控的触发阶段

1. 诱因

• 机械滥用：碰撞、穿刺导致隔膜破裂（如电动车事故）。

• 电滥用：过充（锂枝晶刺穿隔膜）、过放（负极铜集流体溶解）。

• 热滥用：高温环境或局部过热（＞90℃）。

2. 初始放热反应

• SEI膜分解：
  负极固体电解质界面（SEI）在80-120℃分解，放出热量并消耗电解液。
  (CH2OCO2Li)2→Li2CO3+C2H4+热量(CH2OCO2Li)2→Li2CO3+C2H4+热量

• 负极与电解液反应：
  嵌锂碳负极与电解液（如EC/DMC）反应，释放可燃气体（H₂、CH₄）。

二、链式反应阶段

1. 隔膜熔融（130-150℃）

• PE/PP隔膜熔化收缩，正负极直接接触→内短路→焦耳热爆发。

2. 正极材料分解

• 三元材料（NCM/NCA）：
  150-250℃释放氧气，加剧燃烧：
  LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2→NiO+CoO+MnO+O2↑LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2→NiO+CoO+MnO+O2↑

• 磷酸铁锂（LFP）：
  稳定性较高（＞200℃才分解），但电解液燃烧仍可引发热失控。

3. 电解液燃烧

• 有机溶剂（如DMC）与氧气反应，释放大量热：

三、热失控爆发阶段

1. 温度飙升：
   

• 反应热积累使电池温度升至500℃以上，引燃壳体材料。

1. 喷阀与爆炸：
   

• 安全阀失效时，内部压力骤增导致爆炸。

1. 多米诺效应：
   

• 模组中单体温失控引发相邻电池连锁反应（尤其高能量密度电池包）。

四、关键影响因素

五、抑制热失控的技术

1. 材料改进：
   

• 固态电解质：消除可燃电解液（如QuantumScape研发）。

• 陶瓷涂层隔膜：提高耐温性（如Al₂O₃涂层）。

1. BMS优化：
   

• 实时监测电压/温度，触发断电保护。

1. 热管理设计：
   

• 相变材料（PCM）吸热，液冷板均温。