磷酸铁锂电池热失控原因

磷酸铁锂电池是一种使用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料，碳作为负极材料的锂离子电池，单体额定电压为3.2V，充电截止电压为3.6V~3.65V。充电过程中，磷酸铁锂中的部分锂离子脱出，经电解质传递到负极，嵌入负极碳材料;同时从正极释放出电子，自外电路到达负极，维持化学反应的平衡。放电过程中，锂离子自负极脱出，经电解质到达正极，同时负极释放电子，自外电路到达正极，为外界提供能量。

1、过充电触发热失控

过充电触发的热失控是指磷酸铁锂电池管理系统本身对过充电的电路安全功能缺失，导致电池的BMS已经失控却还在充电导致的。针对这类过充电的原因，解决办法首先是查找充电机的故障，这可以通过充电机的完全冗余来解决;其次是看电池管理合不合理，比如说没有监控每一节电池的电压。

2、过热触发热失控

导致动力磷酸铁锂电池过热的原因来自于电池的选型和热设计的不合理，或者外短路导致电池的温度升高、电缆的接头松动等，应该从电池设计和电池管理两个方面来解决。从电池材料设计角度，可以开发来防止热失控的材料，阻断热失控的反应;从电池管理角度，可以预测不同的温度范围，来定义不同的安全等级，从而进行分级报警。

3、机械触发热失控

碰撞是典型的机械触发热失控的一种方式。如果在实验室进行碰撞的一个仿真，最接近的是针刺。通过对三元锂电池和磷酸铁锂电池进行针刺试验，研究热失控过程，发现磷酸铁锂电池在这个热失控过程中没有三元锂电池放热表现的那么剧烈。实验表明，不同的材料在针刺的时候会有不同的反应，磷酸铁锂相对安全。解决碰撞触发热失控的办法就是做好电池的安全保护设计。

4、内短路触发热失控

电池制造杂质、金属颗粒、充放电膨胀的收缩、析锂等都有可能造成内短路。这种内短路是缓慢发生的，时间非常长，而且不知道它什么时候会出现热失控。若进行试验，无法重复验证。目前全世界专家还没有找到能够重复由杂质引起的内短路的过程，都在研究当中。