锂离子电池安全培训

锂离子电池安全培训SHREK20世纪80年代首次提出锂离子电池的概念，其后索尼公司于1991年成功推出了第一个商用锂离子电池产品，标志着锂离子电池大规模产业化的开始。尤其是在全球可持续发展越来越受到人们重视的今天，新能源汽车产业快速发展，锂离子电池的发展也随之加速。锂离子电池由于其能量密度高、循环寿命长等优点，成为当今市场上电动汽车应用最广泛的电池体系。随着电动汽车的迅速扩张，锂离子电池在国民经济中的比重和社会发展中的战略地位会越来越重要。以及锂离子电池在手机、笔记本电脑、数码相机等便携式电器中得到了广泛应用，已然成为社会生活不可缺少的必需品，锂离子电池的发展未来无可限量！锂离子电池发展SHREK制作SHREK锂离子电池的工作原理正极：LiCoO2→Li1-xCoO2

+xLi++xe-负极：C+x

Li++x

e-→LixC电池总反应：LiCoO2+C→Li1-xCoO2+LixC充电过程中，锂离子从正极材料中脱出，通过电解质扩散到负极，并嵌入到负极晶格中，同时得到由外电路从正极流入的电子，放电过程则与之相反SHREK制作SHREKSHREK制作锂离子电池的分类：小电池(0.6~5Wh) 终端用户使用的是单体电池，主要的应用领域是Mobile、Mp3、Blue

Tooth等；

中电池(10~500Wh) 将单体电池进行了简单的串并联，主用的应用领域是DVD、Notebook、E-bike、小型UPS等；高功率电池(30~500wh) 容量与中电池接近，主要的应用领域是HEV和Power

Tool；大电池(500Wh以上) 将多个电池串并联在一起，主用的应用是大型UPS、EV和储能电池等SHREKSHREK制作锂离子电池正极材料目前锂离子电池使用的正极材料主要是锂过渡金属氧化物，这类材料包括层状结构的LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiNi1-x-yCoxMnyO(0≤x,y≤1,x+y≤1)和尖晶石结构的LiMn2O4。另一类材料是聚阴离子类正极材料，主要是LiFePO4和Li3V2(PO4)3①

LiCoO2LiCoO2是研究得最深入的锂离子电池正极材料。LiCoO2的理论容量为274

mAh/g，实际比容量在130～150

mAh/g之间，它具有电化学性能稳定、易于合成等优点，是目前商品化锂离子电池的主要正极材料。LiCoO2的充电曲线在3.94

V有一个主放电平台，对应富锂的H1相与贫锂的H2相共存，在4.05

V和4.17

V各有一个小平台，对应着另两个相变。在LiCoO2中最多只有约0.55个锂离子能够可逆脱嵌，而少量过充(充电电压达到4.4

V)就会威胁材料的热稳定性和循环性，这主要是由于结构相变、晶格失氧和电解液氧化分解造成的。为了能够更多的利用LiCoO2中的锂离子，人们采用掺杂、包覆等办法对其改性。目前，有多种元素应用于LiCoO2掺杂，但只有Mn和Al表现出较好的效果。较成功的表面包覆有AlPO4、Al2O3和MgO，可逆容量可以超过200mAh/g。SHREKSHREK制作LiNiO2的晶体结构与LiCoO2基本相同，只是NiO6八面体是扭曲的，LiNiO2的可逆容量可达150-200mAh/g，但该材料的首次效率较低，Delmas等认为这是由于混在锂层中的镍离子阻止了周围的锂离子嵌回原来的位置。在随后的充放电过程中，Li+的嵌入/脱出是高度可逆的。在Li0.95NiO2中，Li+的化学扩散系数达到2×10-11m2/s。LiNiO2的合成比LiCoO2困难得多，合成条件的微小变化会导致非化学计量的LixNiO2的生成，即Ni2+占据锂的位置，混杂在锂层中。这给产业化带来了很大困难。另外，LiNiO2在空气中表面会生成Li2CO3，影响正常使用，它的安全性也是限制它应用的一个因素。已经有多种元素用来取代Ni，以改善LiNiO2的结构稳定性和安全性。在众多的尝试中，发现Mn掺杂的样品表现出非凡的电化学性能，这是一类新的正极材料。为了获得高容量的正极材料，使用其它金属离子少量取代LiNiO2中的Ni是一种可行的办法。②LiNiO2SHREKSHREK制作③

LiNi1

-

x-

y

Cox

Mny

O2层状LiNi1-x-yCoxMnyO2

(0≤x，y≤1；x+y≤1)体系是LiNiO2的衍生物，它可以分为LiNi1-xCoxO2、LiNi1－xMnxO2和LiNi1-x-yCoxMnyO2三个子体系。对LiNi1-xCoxO2的研究开始于对LiNiO2的体相掺杂。这类材料具有与LiNiO2相同的晶体结构，Co代替部分Ni进入八面体

3a位置。由于Co3+的半径(0.63

Å)比Ni3+(0.68

Å)小，导致晶格参数随着Co掺入量几乎成线性下降。掺入的Co抑制了与Ni3+有关的

Jahn-Teller扭曲，提高了材料的循环性能和热稳定性。对LiNi1-xMnxO2的研究开始于对LiNiO2和LiMnO2的体相掺杂。正极材料LiNi0.5Mn0.5O2具有和LiNiO2相同的六方结构，镍和锰的价态分别为+2和+4。当材料被充电时，随着锂离子的脱出，晶体结构中的Ni2+被氧化成Ni4+，而Mn4+则保持不变。这类正极材料具有很高的可逆比容量(188

mAh/g)、较强的耐过充性(充电到4.5

V仍具有很好的循环性)和成本低的优点，是一类应用前景十分广泛的材料。但这种材料存在着电化学性能受温度影响大，低温性能和高倍率性能不理想等缺点，为了改善这些性能，对其再次掺杂。不同的掺杂样品结果表明，Co对其的电化学性能的改善最为明显。具有层状结构的LiNixCo1-x-yMnyO2已经得到了广泛研究，通常选择锰含量与镍含量相同，即x=y。目前认为，该化合物中Ni为+2价，Co为+3价，Mn为+4价。Mn4+的存在起到稳定结构的作用，Co的存在有利于提高电子电导。充放电过程与LiNi1-xCoxO2相同，首先是Ni从+2价变到+4价，然后是Co3+的氧化。该材料的可逆容量可以达到150-190

mAh/g,倍率性能随着组成的变化性能有较大的差异。中科院物理所孙玉城博士研究发现，少量掺杂钴就可以大大改善电化学性能，在0～0.5范围内，钴量越高倍率性能越好。这可能是由于Co掺杂提高了材料的电子电导、降低了层间距，并且稳定了结构。SHREKSHREK制作④尖晶石型LiMn2

O4LiMn2O4具有尖晶石结构，属于Fd3m空间群，氧原子呈立方密堆积排列，位于晶胞的32e位置，锰占据一半八面体空隙16d位置，而锂占据1/8四面体8a位置。LiMn2O4理论容量为148

mAh/g，可逆容量能够达到120

mAh/g。锂离子在尖晶石LixMn2O4的充放电过程分为四个区域：在0<x<0.1时，Li+嵌入到单相A(γ-MnO2)中；在0.1<x<0.5时，形成A和B(Li0.5Mn2O4)两相共存区，对应充放电曲线的高压平台(约4.15

V)；x>0.5时，随着Li+的进一步嵌入便会形成新相C(LiMn2O4)和B相共存，对应于充放电曲线的低压平台(4.03~3.9

V)。在4

V区，该材料具有较好的结构稳定性。如果放电电压继续降低，Li+还可以嵌入到尖晶石空的八面体16c位置，形成Li2Mn2O4，这个反应发生在3.0V左右。当Li+在3

V电压区嵌入/脱出时，由于Mn3+的Jahn-Teller效应引起尖晶石结构由立方对称向四方对称转变，材料的循环性能恶化。因此，LiMn2O4的放电截止电压在3.0

V以上。除对放电电压有特殊要求外，LiMn2O4的高温循环性能和储存性能也存在问题。目前为止，人们认为主要有两个原因影响这两项性能。第一，Jahn-Teller效应引起的结构变化。储存或循环后的正尖晶石颗粒表面锰的氧化态比内部的低，即表面含有更多的Mn3+。因此，他们认为在放电过程中，尖晶石颗粒表面会形成Li2Mn2O4，或形成Mn的平均化合价低于3.5的缺陷尖晶石相，这会引起结构不稳定，造成容量的损失。第二个原因是Mn溶解。影响Mn溶解的因素主要是过高的充电电压(电解液氧化分解产生一些酸性的产物)、材料的结构缺陷和复合电极中的碳含量等。尖晶石型LiMn2O4具有原料成本低、合成工艺简单、热稳定性高、耐过充性好、放电电压平台高等优点，一直是锂离子电池重要的正极材料。Al改性之后，LiMn2O4的倍率性能和高温循环性能显著改善，这种材料是最有希望应用于动力型锂离子电池的正极材料

之一。SHREKSHREK制作⑤

LiFePO4LiFePO4是一种稍微扭曲的六方密堆积结构，属于正交晶系、Pnmb空间群。在LiFePO4晶格中，P占据四面体位置，锂、铁填充在八面体的空隙中，晶体由FeO6八面体和PO4四面体构成空间骨架。每一个FeO6八面体与周围4个FeO6八面体通过公共顶点连接起来，形成锯齿形的平面，这个过渡金属层能够传输电子。各Fe-O平面间相互平行，由PO4四面体连接起来，每一个PO4与一FeO6层有一个公共点，与另一FeO6层的有一个公共边和一个公共点，PO4四面体之间彼此没有任何连接。LiFePO4充放电时发生的反应如Eq.4所示，理论容量为170

mAh/g，电压平台是3.4

V，实际的可逆容量可以超过160

mAh/g。与其他材料相比，Li+在LiFePO4中的化学扩散系数较低，P.Prosini等[[.P.P.Prosini,M.Lisi,D.Zane,M.Pasquali,Solid

StateIonics

148:45

(2002).]]通过恒流间歇滴定技术(GITT)和交流阻抗(AC)测定的值分别为1.8×10-18

m2/s和2.2×10-16

m2/s，室温下

的电子电导也远低于其他正极材料，大约在～10-9s/cm。LiFePO4

↔

FePO4

+

Li+

+

e-Eq.4Goodenough等通过XRD发现，当Li+从LiFePO4本体材料中脱出/嵌入时，是LiFePO4、FePO4两相共存结构，他们认为：由于

Li+离子在LiFePO4中的扩散系数小，当充电时锂离子先从表层脱出，形成了外层是FePO4、内核是LiFePO4的核壳结构，并且具有

LiFePO4/FePO4两相界面，随着充电的深入，界面向内部推移；放电时与此类似，只是外壳是LiFePO4、内核是FePO4的核壳结构，如图1-2-a所示。Thomas等对此提出了修正，他们认为Li+的嵌入/脱出在某一颗粒的多个活性点上同时发生，称其为Mosaic模型[[.A.S.Andersson,J.O.Thomas,J.Power

Sources

97-98:498(2001).]]，如图1-2-b所示。事实上这两种解释并没有冲突。SHREKSHREK制作电化学性能。锂离子电池负极材料锂离子电池使用的的负极材料主要是石墨类碳材料，包括天然石墨、人造石磨和MCMB，硬炭、合金类材料和Li4Ti5O12也表现出很好的应用前景由于天然石墨的石墨化程度高，特别适合于锂离子电池的嵌入与脱嵌，所形成Li－GIC的比容量高，可达到350

mAhg-1左右，且放电电压平坦、成本低，一直是负极材料研究开发的重点之一。天然石墨分为微晶石墨和鳞片石墨。微晶石墨产品一般

纯度较低，在90%以下，石墨晶面间距(d002)为0.336mn左右,主要为2H晶面排序结构，锂在其中的可逆容量比较低，不可逆容

量较高，所含杂质是影响其可逆容量的重要因素，而较高的不可逆容量估计与其无定型结构有直接关系。典型的鳞片石墨产品

纯度可以达到99.9％以上，石墨晶面间距(d002)为0.335nm左右，主要为2H+3R晶面排序结构，其可逆容量可达到300～

350mAh/g。当然，即使是同一种石墨，其结构也受石墨的来源、形成的时间以及处理方式的影响。石墨的结晶程度、微观结构、堆积形式都将影响其嵌锂性能。以天然石墨为负极材料时，其主要问题就是首次效率和循环稳定性。在研究中发现，优化天然石墨的界面性质能够改善其①天然石墨SHREKSHREK制作人造石墨分为中间相人造石墨和普通人造石墨两类。中间相人造石墨的制备过程是：原料的选择，原料的热缩聚，缩聚产物的炭化和石墨化。以中间相沥青为原料制备的人工石墨晶须的可逆容量高达330mAh/g；将石油焦经2600oC热处理，首次可逆容量270mAh/g，库伦效率得到80％，将其表面包覆炭层后，比容量提高至330

mAh/g，具有较好的充放电性能，自放电率低。虽然中间相法制备的人造石墨性能较好，但成本很高，仅石墨化过程的成本就达到了3～5万/吨，在市场上没有明显的竞争力。目前商品化的人造石墨主要是普通人造石墨，在性能、价格、安全的综合评价中具有较大的优势，例如以炼钢行业人造石墨的边角料为原料制得的锂离子负极材料，以其低廉的价格在市场上占有一席之地。②人造石墨SHREKSHREK制作③硬碳材料除石墨类材料外，另一类碳材料是无定型碳材料，包括低温软碳和硬碳，其中硬炭表现出一定的应用前景。硬炭材料中没有长程有序的晶格结构，原子的排列只有短程序，介于石墨和金刚石结构之间，sp2和sp3杂化的碳原子共存，同时有大量的缺陷结构，其基本不存在3－4层以上平行石墨片结构，主要为单层石墨片结构无序排列而成，材料中因此存在大量直径小于1个纳米的微孔，在硬碳材料内还存在悬健，储锂机理包括石墨微晶储锂、纳米孔储锂和悬健储锂。由于硬炭具有多种储锂形式，所以可逆容量较大，一般在400～1100mAh/g之间。硬炭的前驱体多种多样，包括多种聚合物、树脂类、糖类，以及天然植物如竹子、棉线、稻壳、树叶等，原料及其丰富、便宜，是一类可以大量使用的原料，如果能够改性成功，可以用于动力电池和储能电池等对原料需求量大的市场，这也是硬炭材料一直是

研究热点的原因。SHREKSHREK制作④钛酸锂Li4Ti5O12具有尖晶石结构，可以表达为Li[Li1/3Ti5/3]O4。该材料的可逆容量为140-160

mAh/g(理论容量为167

mAh/g),充放电曲线为一电位平台，电压为1.55

V。其在充放电过程中体积变化只有1％，其优异的循环性归因于零应力。这一材料逐渐引起关注是由于其高倍率充放电特性。由于其嵌锂电位较高，避免了通常负极材料上的SEI膜生长和锂枝晶生长，在高倍率放电时，电池具有较高的安全性，较好的循环性，因此有望在车用动力电池中得到应用。但它的电压平台位置也限制了它的应用，无论与哪种商品化的电池材料配对使用，都丧失了锂离子电池高功率的特性，与镍氢电池相比，在性价比方面并没有表现出明显的优势。目前，Li4Ti5O12

由于其高安全、高倍率、高循环特性，已经在公交车动力电池系统中得到广泛应用SHREKSHREK制作锂离子安全测试：锂离子电池安全问题的解决是锂离子电池得以广泛应用的前提，虽然锂离子电池在移动电子等中小电池上已经取得了极大成功，但在未来电动汽车上的大规模应用，还存在着严重的安全隐患。即使是在小电子领域，也经常有一些安全事故的报道。锂离子电池的安全性已经成为制约其进一步发展的关键因素为了确保消费者的人身安全和财产安全，需要对锂离子电池进行安全性测试。目前为止，锂

离子电池的安全测试已经发展成为一个基本的体系。国际上最主要的测试机构是UnderwritersLaboratories(UL－1642)，UnitedNations(UN)forTransportation和InternationalElectrotechnical

Commision（IEC－Project）。其中，只有UL对于通过的电池提供UR认证标志。其他机构提出的安全测试项目，经常是在UL标准上作些修改而以，有的就是直接引入UL的测试项

目。现在普遍使用的安全测试的测试项目可以分为四类：SHREK电化学作用过充电、过放电、内、外部短路和强制放电等机械作用跌落、冲击、针刺、挤压、振动、加速、抛射等热作用焚烧、沙浴、热板、热冲击、油浴和微波加热等环境作用低气压里、高热、低温、浸没于不同液体中、处于不同高度和处于多菌环境SHREK制作SHREKSHREK制作从根本上说，锂离子电池的安全问题是电池内热的问题，如果产生的热不能够迅速释放出去，电池温度将不断升高，持续上升的温度又加剧电池内的化学反应，最终导致电池热失控，直至发生爆炸、燃烧等安全事故。电池内热的变化主要来自以下三个方面：化学反应产生的可逆热，来自电化学反应，大小与物质的熵变化有关；不可逆热，主要是由于欧姆内阻和极化造成的；副反应产生的热，主要是来自电解液与电极材料之间发生的化学反应。对于电池来说，即使在正常充放电的情况下，A、B两部分的热也是始终存在的，如果出现C部分的热，就可能导致电池出现安全性问题。C部分的热主要来自以下五个部分：一，正极材料的热分解；二，电解液在正极的氧化；三，电解液的热分解；四，负极材料的热分解；五，电解液在负极的还原。由于不同的正极材料、负极材料、以及电解液体系产生C部分热的条件和量有很大的差别，对电池的安全性影响很大，所以这一部分一直是锂离子电池安全性研究的热点之一。锂离子热反应：SHREKSHREK制作锂离子电池的燃烧或爆炸主要是由热失控造成，防止热失控主要从原材料选择、电池结构设计、制造工艺控制以及电池组管理系统等途径来考虑：1

）电池原材料选择

电池原材料通常包括正负极材料、电解液、隔膜及添加剂。选择热稳定性好和放热量小的正负极材料，可以减少反应热生成和副反应放出的热量.。在电解液中添加阻燃、过充等添加剂，可以增加电池在过充、高温下使用等情况下的安全性。选择高机械强度、高稳定性隔膜也可提高电池安全性。2

)

电池结构设计

电池结构设计合理，可使电池温度均匀，热量容易散出，避免局部过热引发副反应；减少电池的内阻，可减小电池的正常发热量。同时设计电池安全阀，当出现热失控时释放电池的内压，防止电池发生危险。制造工艺控制

结构稳定的电池，内部绝缘性能好，在不良使用环境下仍然具有良好的绝缘性。极片、极耳等金属部件毛刺短而少，能有效防止在震动、坠落等情况下的内部短路隐患。因此对生产设备、工艺条件和检测仪器具有严格的要求。电池组管理系统

锂离子电池管理系统主要通过测量单体电池电压，估测电池的荷电状态（SOC），判断电池过充过放，进行充放电控制和容量均衡，温度检测和控制，与外部设备通信，防止温度过高发生安全事故。SHREK制SHREK电池的可靠性测试项目1.循环寿命2.不同倍率放电特性3.不同温度放电特性4.充电特性5.自放电特性6.不同温度自放电特性7.存贮特性8.过放电特性9.不同温度内阻特性10.高温测试11.温度循环测试12.跌落测试13.振动测试14.容量分布测试15.内阻分布测试16.静态放电测试电池安全性测试项目内部短路测试持续充电测试过充电大电流充电强迫放电跌落测试从高处跌落测试穿刺实验平面压碎实验切割实验11.低气压内搁置测试12.热虐实验13.浸水实验14.灼烧实验15.高压实验16.烘烤实验17.电子炉实验作SHREKSHREK制作短路测试：以1C电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压，静置1H；以1C电流充电至企业技术条件中规定的充电终止电压，转恒压充电，至充电电流降至0.05C时停止充电，静置1Hc）将电池外部短路

10min，外部线路电阻应小于

5

mΩ；当电芯电压降至

0.1V以下，或当电芯表面温度从最高值回落至25±2℃时，结束测试。判断标准：观察1小时，不爆炸、不起火过充测试：以1C电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压，静置1H；以1C电流充电至企业技术条件中规定的充电终止电压，转恒压充电，至充电电流降至0.05C时停止充电，静置1Hc）以1C电流充电至企业技术条件中规定的充电终止电压的1.5倍，或充电时间超过1H后停止充电判断标准：观察1小时，不爆炸、不起火SHREKSHREK制作过放测试：以1C电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压，静置1H；以1C电流充电至企业技术条件中规定的充电终止电压，转恒压充电，至充电电流降至0.05C时停止充电，静置1Hc）以1C电流充电至90min判断标准：观察1小时，不爆炸、不起火、不漏液跌落测试：以1C电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压，静置1H；以1C电流充电至企业技术条件中规定的充电终止电压，转恒压充电，至充电电流降至0.05C时停止充电，静置1Hc）将电池端子向下从

1.5m高度处自由跌落到水泥地面上判断标准：观察1小时，不爆炸、不起火、不漏液SHREKSHREK制作加热测试（热冲击）：以1C电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压，静置1H；以1C电流充电至企业技术条件中规定的充电终止电压，转恒压充电，至充电电流降至0.05C时停止充电，静置1Hc）将电池放在烘箱中，温度以

5±2℃/min的速率由室温升至

130℃±2℃，并保持

30min判断标准：观察1小时，不爆炸、不起火、不漏液挤压测试：以1C电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压，静置1H；以1C电流充电至企业技术条件中规定的充电终止电压，转恒压充电，至充电电流降至0.05C时停止充电，静置1H

c）垂直于电芯极板方向施压（半径75mm的半圆柱体，半圆柱的长度L大于被挤压电池的尺寸，挤压速度5±1mm/s）；d)电芯电压变为

0V或形变量达到30%或挤压力达到200kN后停止挤压判断标准：观察1小时，不爆炸、不起火SHREKSHREK制作针刺测试：以1C电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压，静置1H；以1C电流充电至企业技术条件中规定的充电终止电压，转恒压充电，至充电电流降至0.05C时停止充电，静置1Hc）用φ5mm～φ8mm的耐高温钢针（针尖的角度45-60°，针的表面光洁、无锈蚀、氧化层及油污)以25±5mm/s的速度，从垂直于电池极板的方向贯穿，贯穿位置宜靠近所刺面的几何中心（钢针停留在电池，观察1h）判断标准：不爆炸、不起火海水浸泡测试：以1C电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压，静置1H；以1C电流充电至企业技术条件中规定的充电终止电压，转恒压充电，至充电电流降至0.05C时停止充电，静置1Hc）将单体蓄电池浸入3.5%NaCL溶液（质量分数，模拟常温下的海水成分）中2h；d)水深应完全没过单体蓄电池判断标准：观察1小时，不爆炸、不起火、不漏液SHREKSHREK制作温度冲击测试：以1C电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压，静置1H；以1C电流充电至企业技术条件中规定的充电终止电压，转恒压充电，至充电电流降至0.05C时停止充电，静置1Hc）电池在室温下稳定后放入温度箱中，温度箱温度按照下表

1进行调节，温度冲击循环次数：5次判断标准：观察1小时，不爆炸、不起火、不漏液温度冲击一个循环温度和时间步骤温度(℃)时间增量(min)累计时间(min)125℃00225℃降至-40℃60603-40℃静置901504-40℃升至25℃60201525℃升至85℃90300685℃静置110410725℃静置70480SHREKSHREK制作振动测试：以1C电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压，静置1H；以1C电流充电至企业技术条件中规定的充电终止电压，转恒压充电，至充电电流降至0.05C时停止充电，静置1Hc）将电芯固定在振动台上，上下单振动

180分钟，振幅

1.6mm，振动频率为10Hz~55Hz，每分钟变化1Hzd)电芯分别振动方向X、Y、Z，三个方向判断标准：不爆炸、不起火、不漏液低气压测试：以1C电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压，静置1H；以1C电流充电至企业技术条件中规定的充电终止电压，转恒压充电，至充电电流降至0.05C时停止充电，静置1Hc）将单体蓄电池放入低气压箱中，调节实验箱中的气压为11.6kpa，温度为室温，静置6小时；判断标准：观察1小时，不爆炸、不起火、不漏液SHREKSHREK制作电池穿刺引发安全性问题，原因是穿刺过程中钢钉引起的电池内部短路，局部温度剧烈上升到超过活性物质的反应温度，活性物质的反应同样释放出大量热能，这样的连锁反应不断进行下去，最终引起整个电池的燃烧。燃烧程度非常剧烈时甚至会出现爆炸。以满充状态的383450为例，在绝热状态下，贮存的全部电能转化成热量来提高电池本身的温度，则有Q=Uq=3.6×720×3600/1000J=9331.2J其中Q为电池贮存平均电能，U为电池平均工作电压，q为电池的电量。那么电池温升为△T=Q/(Cpm)=9331.2/(830×0.014)=803℃其中△T为电池温升，Cp为电池的平均热容，m为电池质量。在绝热状态下电池能够达到非常高的温度。实际上电池在穿刺或者短路时能够释放出来的能量只有大概25～30%左右。穿刺性能分析：SHREKSHREK制作正极铝集流体与负极铜集流体短路：不着火，类似于外部短路。当电池容量增大到相当大时，集流体本身能够承受的短路电流将使铝集流体融化。正极铝集流体与负极石墨膜片短路：着火，接触电阻小，通过的电流很大，容易在短时间内使阳极的温度升高到足够引起LixC6和电解液、粘接剂的反应，从而导致电池热失控而着火燃烧。正极膜片与负极铜集流体短路：不着火，正极钴酸锂的接触电阻大，并且热稳定性好。整个过程电池能量释放缓慢。正极膜片与负极石墨膜片短路：不着火，正负极膜片的接触电阻很大，产生的热量不足以使温度剧烈上升到足够引起阳极的热失控。内部短路的着火分析：将不同工艺和容量的电池在满充状态拆开外部包装袋，迅速按照热电阻连接接触的方式，进行短路，可以得到如下结果：正极铝集流体与负极铜集流体短路不着火正极铝集流体与负极石墨膜片短路着火正极钴酸锂膜片与负极铜集流体短路不着火正极钴酸锂膜片与负极石墨膜片短路不着火SHREKSHREK制作为什么电池短路测试通过而穿刺测试却着火？短路情况是外部短路，电池内部的（离子）电流是均匀的。因此电池的整体发热均匀。而且当温度上升到隔离膜的闭孔温度或者是电解液的沸点时，电池内阻急遽增加，短路电流下降，最终电池温度由于散热而降低。穿刺是电池内部的局部短路，电流通过电池的活性物质，并根据焦耳定律Q=I2Rt发热，当温度剧烈上升到着火温度后，电池就会燃烧甚至是爆炸。为什么穿刺时不着火但是摇动钉子时着火？由于穿刺时的电阻很大，如阳极在外时，电阻为铜箔和阴极膜片的电阻，这时电池能量会缓慢释放。当摇动钉子时，由于集流体形成的披风已经穿透膜片，很有可能在某些位置上，铝集流体与阳极膜片相接触，此时会有很大的电流通过石墨表面，产生的热量将点燃阳极，最终引起电池整体着火燃烧。为什么阳极在外的电池要比阴极在外安全性高？阳极在外的电池在穿刺时形成的电阻是铜集流体和阴极膜片的电阻，电阻很大（≥13Ω）；阴