高溫環境導致18650鋰離子電池熱失控

鋰離子電池因其工作電壓高、功率密度和能量密度高、充放電壽命長、無記憶效應、無污染等優點，被廣泛應用于筆記本電腦、相機、手機等各類電子元器件中。近年來，其應用正擴展到大中型電力或儲能設備/設施，如電動汽車電源、可再生能源儲能、通信網絡備用電源、特種儲備電源等。鋰離子電池很可能成為21世紀綠色能源存儲/供應的主導。

18650鋰離子電池中的數字代表外部尺寸:18表示電池直徑為18.0mm,650表示電池高度為65.0mm。18650型鋰離子電池的理論壽命為1000次充電，重要用于筆記本電腦。此外，由于工作穩定性非常好，還廣泛應用于電子領域，常用于高端手電筒、便攜式電源、無線數據傳輸裝置、隔熱服、便攜式儀器及照明設備、便攜式打印機、工業儀器、醫療設備等。

鋰離子電池的安全性一直是制約其進一步發展的重要問題。隨著鋰離子電池的使用變得越來越復雜，它們越來越頻繁地暴露在更高的溫度下，電池內部的溫度隨著外部溫度的升高而升高。由于放熱反應強烈，電池溫度突然升高，導致熱失控，可能引起火災、爆炸等現象。

國內外學者對鋰離子電池的熱失控進行了研究，包括電池材料的熱穩定性、熱失控的機理以及尋找更安全的電池材料等。Hatchard等通過建立鋰離子電池的一維熱爐模型，預測了鋰離子電池在爐熱過程中的熱行為。Spotnitz等人建立了鋰離子的一維分層濫用模型，模擬了鋰離子電池的烘箱試驗，發現負極結合劑在電池熱失控過程中起的用途很小。Kim等通過建立鋰離子電池的三維熱濫用模型，模擬了不同尺寸圓柱形電池在155℃烘箱試驗中溫度場的演變，研究了化學反應在電池中的擴散過程。賴鵬飛等建立了鋰離子電池烘箱的圓柱形三維數值模型，研究了溫度和充電狀態對電池熱失控的影響，提出了判定電池熱安全性的臨界曲線分析方法。這些理論和相關實驗為理解鋰離子電池在高溫環境下的熱失控供應了依據。但是，這些研究都是基于烘箱試驗，很少涉及到鋰離子電池在恒功率加熱條件下的熱失控過程和放熱。