张诗怡，陈 龙，林志炜，王贵刚，杨 坤，刘志宏，刘继延

(江汉大学 化学与环境工程学院 光电化学材料与器件教育部重点实验室，湖北 武汉 430056)

1 引言

钴酸锂电池以其能量密度高、循环性能好和环保无污染等优点，被广泛应用于电子类消费品中[1-5]，尤其是智能手机中。随着人们在生活中对电子设备的依赖度增高，对锂离子电池的综合性能也提出了更高的要求，其中之一是提高锂离子电池的能量密度以提高续航时间。与传统4.2 V钴酸锂电池相比，4.4 V高电压钴酸锂电池充电截止电压提高了0.2 V，能量密度提高了10%左右。然而锂离子电池能量密度提高的同时也带来了相应的安全隐患，即锂离子电池的热失控[6-9]。近年某品牌手机电池着火爆炸事故以及笔记本电脑电池着火事故引起了社会的广泛关注，既危害人民生命安全，又造成贵重财产损失。在此背景下对锂离子电池热失控行为进行研究显得极为重要，通过分析热失控的行为及成因，评估发生热失控的风险，为防范热失控和减少损失提供一些有益参考和依据。

一般来说，锂离子电池发生热失控的原因主要是电滥用、机械滥用、热滥用[10]，但是不论以何种方式都会导致锂离子电池隔膜破裂引发内短路最终发生安全事故。例如Perea等采用加速量热仪研究不同荷电状态(State of Charge，简称SOC)0%、50%和100%的LiFePO4(简称LFP)和Li(Ni0.80Co0.15Al0.05)O2(简称NCA)电池，结果表明LFP材料电池相对于NCA电池来说表现出更出色的循环特性和热稳定性[11]。Golubkov等研究了3种类型的商业化18650锂离子电池的热失控特性[12]，通过实验可知，锂离子电池的安全性取决于它们的内部成分、电池大小、容量、荷电量、设计方式和活性物质的含量。……