蓄电池热失控的成因与防控机制

蓄电池热失控是指电池系统因热量累积引发不可控温升的链式反应现象，其本质是能量正反馈的恶性循环。

正极材料的热稳定性缺陷

动力锂电池常用的钴酸锂（LiCoO₂）正极材料在温度超过150℃时，其晶体结构开始分解并释放氧气。这种放热反应会与电解液中的有机溶剂（如EC、DMC）发生剧烈氧化反应，产生大量热量（ΔH≈-200 kJ/mol）。氧化反应生成的CO、CO₂等气体会导致电池内部压力骤增，当压力超过壳体承受极限时即发生爆燃。

隔膜崩溃的雪崩效应

当隔膜受热收缩（PE隔膜熔点为135℃）或机械损伤时，正负极直接接触形成微短路。单颗18650电池发生内短路的瞬间功率可达500W，局部温升速率超过10℃/s。在模组结构中，这种故障会通过热传导引发相邻电芯的连锁反应，研究显示模组热蔓延速度可达0.5m/s。

热管理系统的设计缺陷

电池包的比表面积随容量增大而降低，导致散热效率骤减。某电动汽车电池包的体积能量密度每提升50Wh/L，其核心区散热效率下降约30%。当冷却系统无法及时导出热量时，温度梯度每升高10℃，电芯老化速率加倍，形成热积累的正反馈。

对于阀控式密封铅酸蓄电池，要求在恒压充电时电压不超过单格2.4V，一般备用电源控制在2.3v，循环使用的电源控制在2.4V。在实际使用中，调压装置可能失控，充电电压过高，从而导致充电电流过大，产生的热将使电池电解液温度升高，导致电池内阻下降内阻的下降又加强了充电电流。电池温升和充电电流过大的互相加强，最终不可控制，使电池变形、开裂而失效。在充电过程中，应对充电电压过高、电池发热的现象予以注意。