歐陽明高：電池熱失控的三個特征溫度和發活力理

中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高團隊在全球率先對大容量動力電池進行了ARC實驗，近日，他在會上闡明了電池熱失控的三個特征溫度和發活力理，并解析了熱失控和熱蔓延的控制研究進展。

歐陽明高稱，經過大量試驗研究，總結出了電池熱失控的三個特征溫度：自產熱起始溫度T1，熱失控引發溫度T2、熱失控最高溫度T3。其中，T2是最關鍵的一個。他透露，通過對T2的探究，發現正極釋氧、負極析鋰、隔膜崩潰，這三個原由是最終引發熱失控形成T2的主因。

內短路是引發熱失控的一大原由，其可控復現是一大難題。歐陽明高及其團隊發明了一種新的辦法，用記憶合金植入電池，加熱到一定溫度，讓記憶合金的鋒利的尖角翹起，觸發熱失控。從文獻和團隊的研究發現，內短路主要有四種類型，有些可以立即引發熱失控，有些緩慢演化，有些可能不危險，有些在演化之后會很危險，還有一些內短路是一直緩變，還有一些內短路從緩變到突變，有各種各樣的類型。通過內短路測試的算法以及一系列的工程辦法等，可以提高電池管理系統安全管理的能力。

“沒有內短路照例有熱失控”。歐陽明高說，正負極的物質交換，形成劇烈反應，也會引發的熱失控。為此，要基于數據庫對材料進行改進，主要是兩條，一個是正極材料的改進，一個是電解質。

“不僅僅是固態電解質，更多的是電解液的添加劑、高濃度電解質、新型電解質大有可為。”

析鋰是影響電池生命周期安全性的主要因素。析出鋰會筆直跟電解液發生劇烈反應，引發大量溫升，可以筆直誘發熱失控。在析鋰研究時，歐陽明高及其團隊通過簡化的P2D模型，推導出不析鋰充電的曲線。通過與企業合作，無析鋰充電的實時控制目前也取得了很大進步。

在研究中，通過熱失控的蔓延探測，知道熱傳導的規律，進一步通過參數化模型進行熱蔓延抑制的精細設計。“電池只隔熱是不夠的，還要有散熱的設計。還有一些電池隔熱、散熱非得全部一起上才有可能做好。”歐陽明高說。

第三屆國際電池安全大會由清華大學電池安全試驗室主辦，會議主題是“為電動車制造更安全的高比能電池”。與會各方共同討論了電池熱失控機-電-熱誘因及防控辦法、電池熱失控發活力理與抑制辦法、電池燃燒爆炸特性及火災安全、電池系統熱失控蔓延與熱管理、電池析鋰與快充安全、固態電池安全性問題等六方面的內容。

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