本文亮點：①前人在電池老化對自身熱失控行為影響方面的研究尚不充分，且針對老化電池的研究在熱失控燃爆特性、破壞半徑與老化電池制備過程方面報道較少。②指出老化電池制備的詳細步驟與電池老化特性。③量化分析不同SOH電池熱失控燃爆特性、能量、破壞半徑、TNT當量。
摘 要 開展鋰離子電池熱失控研究，可為提升電池熱安全、減少新能源汽車熱災(zāi)害等提供重要幫助。針對高比能21700型NCM811鋰離子電池熱濫用、老化等因素引起的熱失控問題，通過實驗研究了電池健康狀態(tài)（state of health，SOH）對電池充放電特性及自身熱失控行為的作用機制，量化分析了電池老化特性與熱失控觸發(fā)時間、表面溫度、工作電壓、燃爆特性、能量、TNT當量及破壞半徑等特征參數(shù)。發(fā)現(xiàn)能量效率隨著老化循環(huán)次數(shù)的增加而降低，電池熱失控的溫升幅度隨SOH的減小而下降，同時其自產(chǎn)熱起始溫度、熱失控觸發(fā)溫度與安全閥脫落溫度均減小，這表明老化電池熱失控觸發(fā)所需的時間更短，60%SOH電池在608 s觸發(fā)熱失控，相比于100% SOH縮短了64.8%。SOH越小，電池熱失控劇烈程度越弱，熱失控后的質(zhì)量損失也越小。電池熱失控過程的峰值溫度、釋放的能量、TNT當量與破壞半徑隨SOH的減小而降低，表明老化電池較新鮮電池熱失控破壞性降低。研究結(jié)果可為全生命周期21700電池熱失控的行為特征分析、預警與火災(zāi)防控等提供參考。
關(guān)鍵詞 21700三元鋰電池；健康狀態(tài)；熱失控；溫度；能量；破壞半徑
隨著全球化石能源消耗量的不斷增加，能源危機與環(huán)境污染等惡劣問題日益嚴峻，世界各國紛紛踏上能源結(jié)構(gòu)變革的道路，開啟發(fā)展綠色新能源的浪潮，早日取代不可再生能源已成為新時代追求的目標。鋰離子電池是一種綠色能源器件，因具有能量密度高、自放電率低、壽命長和成本低等優(yōu)點不僅被儲能領(lǐng)域用作儲能裝置，也作為動力源廣泛應(yīng)用于新能源汽車，能夠逐漸取代傳統(tǒng)化石能源。為了滿足新能源汽車對高續(xù)航里程的需求，鋰離子電池的能量密度不斷提高。然而，鋰離子電池內(nèi)部由多種易燃材料組成，溫度對其工作性能影響很大，在使用過程中若暴露在極端工況(機械濫用、電濫用和熱濫用)時，電池內(nèi)部會發(fā)生一系列副反應(yīng)并釋放熱量，當電池內(nèi)部產(chǎn)熱量大于散熱量時，電池溫度和壓力迅速升高，進一步加快化學反應(yīng)速率，最終發(fā)生熱失控，釋放有毒氣體，甚至起火爆炸，給消費者的人身安全帶來危害。在實際應(yīng)用中，鋰離子電池通常以模組形式使用，若其中一個電池發(fā)生熱失控并釋放大量熱量，則會導致電池模組熱失控多米諾效應(yīng)。隨著NCM811等高比能鋰離子電池的廣泛使用，電池熱安全問題會愈發(fā)嚴重，成為制約動力電池發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。因此，亟需對全生命周期的高比能鋰離子電池的熱失控特性進行研究，分析其熱失控所引發(fā)后果的嚴重程度，為鋰離子電池熱安全防護設(shè)計提供依據(jù)。
近年來國內(nèi)外學者對鋰離子電池熱失控行為進行了許多研究。湯元會等、孫建丹等、杜光超等研究了不同荷電狀態(tài)(state of charge，SOC)對18650電池熱失控的影響，指出SOC越大，電池熱穩(wěn)定性越小，熱失控越劇烈。Huang等開展了過充與過熱觸發(fā)方式下三元鋰離子電池熱失控實驗，發(fā)現(xiàn)在開放環(huán)境中過熱方式下更容易觸發(fā)熱失控。Li等、周天念等研究了外熱功率對18650電池熱失控行為的影響，指出當外熱功率較高時，熱失控后電池最高溫度較高。張斌等指出，當鋰離子電池SOC小于30%時，單體電池的溫度并不會因為外部短路而明顯升高，基本不會引起火災(zāi)。郭君等發(fā)現(xiàn)不同濫用條件下21700三元鋰離子電池的熱失控特性存在很大的差別，熱失控由強到弱排序依次為：過熱＞針刺＞撞擊。董海斌等通過鋰離子電池的熱失控實驗發(fā)現(xiàn)：SOC越小則達到熱失控觸發(fā)條件所需的加熱時間越長。毛亞等對不同老化狀態(tài)的電池進行熱濫用實驗，發(fā)現(xiàn)不同老化程度電池的熱失控溫度不同。Zhang等研究鋰離子電池在深度老化后的安全性變化，發(fā)現(xiàn)與新鮮電池相比，老化電池容量急劇下降，發(fā)熱率增加，但總發(fā)熱量減少。張青松等對不同循環(huán)老化電池開展熱失控實驗，發(fā)現(xiàn)老化電池更容易進入熱失控狀態(tài)，熱失控釋放能量少。歐陽明高和馮旭寧等指出老化電池熱失控的特征溫度與釋放的能量不同于新鮮電池，可能更容易引發(fā)熱失控。
前人在SOC、加熱功率、熱失控觸發(fā)方式等對電池熱安全的影響方面開展了許多研究，且大多數(shù)研究均是針對未經(jīng)過循環(huán)老化的新鮮電池，在電池老化對自身熱失控行為影響方面的研究尚不充分，且針對老化電池的研究在熱失控燃爆特性、破壞半徑與老化電池制備過程方面的報道較少。在實際應(yīng)用場景中，大多數(shù)電池都經(jīng)歷過許多次充放電過程，其安全特性在不停變化。因此，研究不同老化程度的鋰離子電池熱失控特性及危害對于電池全生命周期安全性分析極其重要。本研究以高比能21700型NCM811鋰離子電池為研究對象，首先提出老化電池制備的詳細步驟并對電池進行老化循環(huán)測試，分析循環(huán)老化對充放電容量、充放電能量、庫侖效率與能量效率等電池特性的影響，然后對不同SOH的電池開展熱濫用實驗，從燃爆特性、溫度特性、電壓特性、質(zhì)量損失和能量等方面研究了老化電池熱失控行為特性，并計算TNT當量和破壞半徑以便更加直觀地表征老化與電池熱失控破壞性的關(guān)聯(lián)。研究方法和結(jié)果可為21700老化電池的熱失控預警與火災(zāi)防控提供關(guān)鍵參數(shù)——熱失控觸發(fā)時間、熱失控觸發(fā)溫度、起火情況和破壞半徑等，且通過對不同老化程度電池的熱失控特征參數(shù)進行分析，可以更加準確地評估老化電池的安全性，為篩選適用于二次生命的電池提供指導。
1 實驗方案
以國內(nèi)億緯鋰能新能源公司生產(chǎn)的圓柱形21700鋰離子電池為研究對象，其正極材料為鋰鎳鈷錳氧化物[Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2]，負極材料為石墨，電池規(guī)格參數(shù)如表1所示。
1.1 電池老化循環(huán)測試
首先對電池進行循環(huán)老化測試，以獲得SOH為90%、80%、70%、60%的老化電池。本次測試使用的電池充放電儀為新威CE-6002n(28 kW；60 V；200 A；兩通道)，恒溫箱為滬升高低溫交變試驗箱(-60~150 ℃)，見圖1，具體步驟如下。
（1）老化循環(huán)：在恒溫箱內(nèi)將待循環(huán)的樣品電池固定在充放電夾具上，同時將充放電儀的充電線與電壓線通過恒溫箱側(cè)面的穿線孔與電池連接，如圖1所示。連接完畢后，將恒溫箱溫度設(shè)為固定值25 ℃，關(guān)閉恒溫箱艙門。接著使用電池充放電測試儀(BTS Client軟件設(shè)置循環(huán)工步)進行充放電循環(huán)測試，以循環(huán)次數(shù)50次為例，首先以2 C恒流放電至截止電壓2.5 V，擱置1小時；接著以1 C恒流恒壓充電至截止電壓4.2 V(截止電流為100 mA，截止倍率為0.02 C)，擱置1小時；最后設(shè)置循環(huán)次數(shù)為50，并啟動測試。
（2）容量測試：將恒溫箱溫度設(shè)定為固定值25 ℃，把循環(huán)結(jié)束后的電池固定在充放電夾具上并放置在恒溫箱內(nèi)，將電池與充放電儀連接完畢后關(guān)閉恒溫箱艙門。接著設(shè)置容量測試工步，首先以1 C恒流恒壓充電至截止電壓4.2 V(截止電流為100 mA，截止倍率為0.02 C)，擱置1小時；然后以2 C恒流放電至截止電壓2.5 V，擱置1小時，該過程的放電量即為電池實際容量。
1.2 電池老化特性分析
使用新威電池測試系統(tǒng)監(jiān)控電池循環(huán)老化過程中的容量、能量變化規(guī)律，以便進一步了解老化循環(huán)對電池性能的影響，計算不同老化程度電池的SOH、庫侖效率以及能量效率，計算公式如式(1)～(3)所示：
由表2可以看出，在循環(huán)老化過程中電池SOH隨循環(huán)次數(shù)的增加而減小，在216次循環(huán)老化后電池SOH低于70%，在398次老化循環(huán)后電池充電能量由4.9808 Ah衰減至3.0861 Ah，放電容量由4.9683 Ah衰減至3.0645 Ah，充電能量由23.5793 Wh衰減至15.3333 Wh，放電能量由20.9856 Wh衰減至12.7266 Wh。電池循環(huán)老化過程中庫侖效率變化不明顯，均在99.3%以上，但能量效率存在明顯的衰減現(xiàn)象，相比于新鮮電池，398次循環(huán)老化電池能量效率從89.0%衰減至82.9%，降低幅度為6.1%，這是由于循環(huán)老化過程中電池充放電電壓變化幅度不一致。
1.3 電池熱失控實驗
選取5個典型工況，如表3所示。
熱失控實驗在絕熱防爆箱內(nèi)(內(nèi)壁面有氣凝膠氈貼敷)進行，如圖2所示，防爆箱的尺寸為1200 mm×700 mm×500 mm，由5.0 mm耐高溫不銹鋼板制成，能夠承受電池熱失控時產(chǎn)生的高溫火花以及電池燃爆的沖擊波。防爆箱頂部設(shè)有天窗，并安裝了厚度為0.76 mm的防爆玻璃以便觀察實驗，側(cè)部設(shè)有穿線孔用以連接電壓數(shù)據(jù)線與溫度數(shù)據(jù)線。實驗前將電池水平放置在臺架上，臺架尺寸為350 mm×235 mm×160 mm，臺架與電池之間放置厚度為10.0 mm的氣凝膠以避免熱量的傳播。為了避免實驗過程中由于電池爆炸的沖擊力所產(chǎn)生的電池移動現(xiàn)象，使用厚度為1.0 mm的鐵絲將電池兩端捆綁在臺架上。實驗使用HIOKI-LR8432-30熱流數(shù)據(jù)采集儀(電壓測量范圍10 mV~60 V；溫度測量范圍0~1800 ℃)采集電池電壓數(shù)據(jù)與溫度數(shù)據(jù)，在防爆箱觀察窗外布設(shè)高清攝像機記錄實驗過程。采用兆信DPS-3010DU穩(wěn)壓直流電源(輸出電壓范圍0~60 V；輸出電流范圍0~60 A)對纏繞在電池中部的加熱絲進行加熱，加熱絲采用線徑為0.5 mm的鎳鉻加熱絲，其阻值為每毫米3.5 mΩ。采用內(nèi)孔直徑為5.0 mm的K型鎧裝熱電偶進行溫度測量，測溫范圍為0~800 ℃，數(shù)據(jù)采樣間隔為1 s。在電池上部、下部各安裝1個熱電偶，使用直徑為25.0 mm的304不銹鋼卡箍將熱電偶固定在電池表面，卡箍與熱電偶探頭間設(shè)有耐高溫絕緣膠帶，以減少卡箍對傳熱的影響。
實驗步驟如下：
（1）對熱失控實驗待用的新鮮電池進行初始健康狀態(tài)測試，測試方法遵循1.1節(jié)中容量測試步驟，待用電池的充電容量均在4.96 Ah以上，即健康狀態(tài)均接近100%。
（2）將恒溫箱溫度設(shè)定為25 ℃，把老化循環(huán)測試后的電池以1 C的倍率恒流恒壓充電至截止電壓4.2 V，靜置1小時，得到SOC為100%的電池。
（3）臺架表面鋪設(shè)一層氣凝膠氈以減少電池熱量的散失，將電池固定在臺架上并放置在防爆箱內(nèi)，電池中部均勻纏繞5圈加熱絲并固定熱電偶。
（4）將穩(wěn)壓電源正負極與加熱絲連接，熱電偶探頭與熱流計連接，熱流計連接計算機USB口以傳輸溫度與電壓數(shù)據(jù)。
（5）實驗在常溫下進行，實驗時打開高清攝影機進行實驗記錄并同時開啟穩(wěn)壓電源加熱電池(加熱功率30 W)，當電池達到熱失控觸發(fā)條件時停止加熱。
（6）熱失控結(jié)束后，待電池表面溫度降至室溫并關(guān)閉熱流計停止數(shù)據(jù)采集。
2 實驗結(jié)果與討論
2.1 熱失控燃爆特性
本節(jié)對21700電池熱失控的燃爆特性進行深入研究，主要探討電池熱失控觸發(fā)時間、起火現(xiàn)象與質(zhì)量損失等。
表4展示了五組工況的熱失控觸發(fā)時間、起火情況及火焰持續(xù)時間，工況a~e的熱失控觸發(fā)時間分別為1730 s、1450 s、1173 s、900 s和608 s，與90%SOH、100%SOH相比，60%SOH電池的熱失控觸發(fā)時間分別提前了58.1%和64.8%。隨著SOH的減小，電池達到熱失控臨界點所需的時間變短，即電池熱管理系統(tǒng)對熱失控的預警時間更加緊張，需要及時針對熱失控做出有效反應(yīng)的難度更大。因此，應(yīng)實時監(jiān)測電池的健康狀態(tài)，及時更換老化程度較高的電池，減少老化電池的熱失控事件。
五組工況下電池發(fā)生熱失控時均伴有明顯的聲響和白煙，電池瞬間發(fā)生爆炸，電池內(nèi)部的卷芯從正極炸出，并呈顆粒狀散落在防爆箱內(nèi)，緊接著卷芯劇烈燃燒，大量氣體伴隨著明亮的火焰涌現(xiàn)出來并彌漫整個防爆箱，火焰持續(xù)一段時間后熄滅，卷芯中的正極材料、負極材料與電解液均燃燒殆盡，電池結(jié)構(gòu)遭到嚴重破壞。五組工況下熱失控過程的燃燒持續(xù)時間具有一定的差別，如圖3所示，工況a電池熱失控時燃燒程度最劇烈，燃燒產(chǎn)生的火花最大并且持續(xù)時間最長，為40 s，而工況b到工況e電池燃燒時火焰分別持續(xù)了32 s、28 s、22 s、18 s。這是由于老化電池內(nèi)部鋰離子活性降低，熱失控時內(nèi)部副反應(yīng)沒有新鮮電池劇烈，釋放的可燃氣體較少，進而火焰持續(xù)時間較短。
為了進一步分析不同SOH電池熱失控的劇烈程度，對實驗前后電池的質(zhì)量損失進行統(tǒng)計，主要包括電池殘骸、散落的固體粉末等，如圖4所示。隨著電池SOH的降低，電池質(zhì)量損失率隨之減小。這是因為SOH越低，電池容量越小，熱失控時燃燒程度與爆炸程度越不劇烈。其中工況a質(zhì)量損失率最大，為85.92%，這是因為工況a熱失控時電池內(nèi)部完整卷芯被炸出并散落在防爆箱內(nèi)，電池結(jié)構(gòu)遭到嚴重破壞。工況e質(zhì)量損失率最小，為45.89%，與工況a相比下降了40.03%。
2.2 溫度變化
重點對21700電池熱失控過程的自產(chǎn)熱起始溫度T1、安全閥脫落溫度Tv、熱失控觸發(fā)溫度T2與熱失控最高溫度T3等開展了研究。將電池上部溫度-時間變化曲線劃分為四個階段，以工況a(100%SOH)為例，如圖5所示：①在加熱絲的作用下，電池表面溫度不斷升高，溫度達到T1時，電池開始自產(chǎn)熱。②SEI膜開始分解，負極與電解液反應(yīng)使得電池溫度進一步升高，由于電池內(nèi)部發(fā)生一系列副反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體與電解液大規(guī)模揮發(fā)，導致電池內(nèi)部壓力不斷升高并達到安全閥的壓力上限，最終安全閥脫落，溫度達到Tv，氣體從電池正極口釋放至外界并帶走一部分熱量，溫度小幅度降低。③電池表面溫度達到T2時，隔膜熔化，電池正負極材料相互接觸并發(fā)生內(nèi)短路，觸發(fā)熱失控，電池正極產(chǎn)生明亮的火焰并釋放大量氣體，表面溫度急劇升高，并達到峰值T3。④火焰逐漸熄滅，電池表面溫度不斷降低，熱失控結(jié)束。
五組工況下電池上部溫度的變化情況如圖6(a)所示，發(fā)現(xiàn)不同SOH電池熱失控過程的T1、Tv、T2與T3有著明顯的差異，T1、Tv、T2以及電池的溫升幅度隨著SOH的減小而降低。通過圖7可知工況e的T1僅為61.2 ℃、Tv僅為119.3 ℃、T2僅為192.5 ℃，相比工況a與工況b其特征溫度降低了很多，這意味著老化電池觸發(fā)熱失控需要的時間更短。峰值溫度T3隨著SOH的減小而降低，工況a電池的T3最高，可達471.5 ℃，而工況e的T3最低，僅為385.6 ℃。對于電池模組而言，電池單體之間的間距很小，排列非常緊密，電池單體之間的熱傳遞主要通過電池表面的熱傳導，所以電池單體熱失控觸發(fā)的時間越短，在電池模組之間傳遞熱失控的風險就越大，應(yīng)將SOH監(jiān)測納入電池熱管理系統(tǒng)中，減少電池模組熱失控事件。
圖6 五組工況下電池表面溫度-時間變化曲線
圖7 不同SOH下電池的T1、Tv、T2、T3
五組工況下電池下部溫度的變化情況如圖6(b)所示，其變化趨勢與上部溫度基本一致，從圖中可以明顯看出：電池下部溫度的峰值Tmax隨著電池SOH的減小而降低，其中工況a電池熱失控過程Tmax最大，為381.1 ℃；工況5的Tmax最小，僅為287.6 ℃。工況b~e的Tmax分別為372.9 ℃、363 ℃、345.1 ℃。
通過實驗發(fā)現(xiàn)21700電池熱失控時的溫升速率隨著SOH的降低變化不明顯，不同SOH下溫升速率的變化趨勢基本一致，以工況a(100%SOH)電池上部溫度為例，如圖8所示，即熱失控觸發(fā)之前(溫度達到T2之前)溫升速率在0.1～0.3 ℃/s之間波動，而當熱失控觸發(fā)時(溫度達到T2之后)，溫升速率急劇升高，達到峰值后逐漸下降。五組工況的最大溫升速率不同，其中工況a最大，為16.5 ℃/s，工況b~e分別為14.0 ℃/s、10.2 ℃/s、9.8 ℃/s與9.1 ℃/s。這是由于老化電池熱失控時燃燒程度沒有新鮮電池劇烈，溫度升幅不大，減小了溫升速率。
2.3 不同SOH電池熱失控破壞性
根據(jù)電池的質(zhì)量、比熱容以及瞬態(tài)溫度，可以計算電池在熱失控過程中釋放的總能量。該能量主要由兩部分組成：一部分用來提高電池自身的溫度，另一部分用來提高防爆箱內(nèi)部的溫度。由于用來提高防爆箱內(nèi)部氣體溫度的這部分能量難以計算并且數(shù)值較小，因此本工作將其忽略不計，故計算方法如式(4)所示：
式中，WTNT表示TNT當量，單位是g；圖片表示爆炸效率，本工作取1；圖片表示電池釋放的總能量，單位是J；HTNT表示單位TNT的爆炸能量，單位是J/g，其變化范圍是4437～4765 J/g，本工作取4500 J/g；R表示破壞半徑，單位是m。
不同SOH電池熱失控過程釋放的能量如表5所示，發(fā)現(xiàn)隨著電池SOH的減小，其能量、TNT當量值與破壞半徑均減小，表明電池熱失控的破壞性隨著電池老化程度的加深而減弱。由于老化循環(huán)導致電池內(nèi)部活性材料損耗，當電池表面溫度急劇升高時，內(nèi)部化學反應(yīng)加快，參與反應(yīng)的活性物質(zhì)減少，使副反應(yīng)劇烈程度減弱，同時電解液消耗減少了熱失控過程中電池的放熱，進而釋放能量減少。當電池SOH達到90%以上時，其TNT當量值均在3 g以上，破壞半徑大于1.58 m。100%SOH電池的圖片為16.16 kJ，相當于3.59 g TNT，破壞半徑可達1.69 m，其能量約是60%SOH的1.33倍、70%SOH的1.25倍。
2.4 電壓變化
重點對21700電池熱失控過程中的電壓變化與電壓突降為零的溫度點Td進行研究，發(fā)現(xiàn)不同SOH下電池熱失控過程中，其電壓變化具有一定的規(guī)律，大體分為三個階段，以工況a(100%SOH)為例，如圖9所示。①電壓微弱降低階段。電池在持續(xù)加熱的過程中，其表面溫度不斷升高，電池容量在高溫影響下衰減，進而導致電壓小幅度降低。②電壓持續(xù)降低階段。當電池表面溫度升高到自產(chǎn)熱起始溫度T1時，由于電池負極材料表面的SEI熔化，電解液與負極材料相互接觸產(chǎn)生反應(yīng)，電池自身釋放的熱量增加，電池的電壓在此過程中持續(xù)降低，由4.18 V降至3.8 V左右。③電壓驟降為零階段。當電池表面溫度達到熱失控觸發(fā)溫度T2時，電池的正極與負極由于隔膜的收縮而局部接觸，進而導致電池小規(guī)模內(nèi)短路，釋放出大量熱量，使得隔膜進一步收縮，電池表面溫度逐漸升高。當溫度升高至電壓突降為零的溫度點Td時，隔膜收縮率達到30%左右，電池的正極與負極大面積接觸，導致電池大規(guī)模內(nèi)短路，內(nèi)短路產(chǎn)生的熱量加上電池內(nèi)部副反應(yīng)產(chǎn)生的熱量加速隔膜解構(gòu)，電壓從3.8 V左右驟降為0 V。
圖9 工況a時電池的電壓-時間變化曲線
五組工況的電壓變化曲線如圖10所示，發(fā)現(xiàn)不同SOH的21700電池熱失控過程中電壓突降為零的溫度點Td有很大的差異且Td隨著SOH的減小而降低。SOH為60%電池的Td最低，為202.5 ℃；SOH為100%電池的Td最高，為226.9 ℃；SOH為90%、80%與70%電池的Td分別為217.1 ℃、214.3 ℃與208.9 ℃。
圖10 五組工況下電池的電壓-時間變化曲線
3 結(jié) 論
本工作以高比能21700型NCM811鋰離子電池為研究對象，設(shè)計具體步驟對其開展了老化循環(huán)測試和老化電池絕熱熱失控實驗，探究了老化循環(huán)對電池充放電特性、熱失控特性及熱失控破壞性的影響，得出如下結(jié)論：
（1）NCM811高鎳含量鋰離子電池的循環(huán)性能較差，在老化循環(huán)過程中，其容量明顯衰減。電池老化程度的增大會明顯降低能量效率，但電池的庫侖效率相對穩(wěn)定，變化較小。
（2）在經(jīng)歷熱濫用時，不同SOH電池均發(fā)生熱失控。隨著老化程度的加深，電池熱失控觸發(fā)時間明顯縮短，當電池SOH達到60%時，熱失控觸發(fā)時間最短，相比于SOH 100%、90%的電池分別縮短了約64.8%與58.1%。與新鮮電池相比，老化電池熱穩(wěn)定性和熱安全性更差，更容易發(fā)生熱失控。
（3）電池熱失控過程的溫度變化可通過自產(chǎn)熱起始溫度T1、安全閥脫落溫度Tv、熱失控觸發(fā)溫度T2與熱失控最高溫度T3四個特征溫度分為四個階段，且T1、Tv、T2與T3均隨著電池老化程度的加深而降低。
（4）為了更加直觀地體現(xiàn)老化循環(huán)對電池熱失控特性的影響，本工作將電池熱失控過程釋放的能量轉(zhuǎn)化為TNT當量值與破壞半徑。電池熱失控破壞性隨著老化程度的加深而減弱，具體表現(xiàn)為能量、TNT當量值、破壞半徑與質(zhì)量損失均隨SOH的降低而減小。當電池SOH為100%時，其熱失控爆炸燃燒所釋放的能量相當于約3.59 g TNT，約是60%SOH的1.33倍、70%SOH的1.25倍。
由于實驗條件有限，本工作并未分析循環(huán)老化對電池內(nèi)阻、熱失控釋放氣體及內(nèi)部壓力等特征參數(shù)的影響，未來更應(yīng)立足于老化電池熱失控氣體的毒性研究，為熱失控預警提供更充足的監(jiān)測指標。
