锂电池安全问题研究：内短路模型

背景和目的

由于内短路造成的热失控是锂离子电池主要的安全问题，其他的安全问题可能用电化学或者机械方法控制。

电池最初的潜在缺陷可能不太好控制，比如以下因素导致最终的严重内短路，包括隔膜的破损，金属溶解和沉积，金属杂质残余等。

锂离子电池系统内短路的热行为基于非常复杂的因素，例如短路性质，容量，电池电化学特性，电气和热力学设计，系统负载等。

电池内短路是多物理场，3维方面的问题，与之相关是电池的电化学，热系统，热滥用反应动力学等。通过模拟实验能够理解电化学反应，热的释放，热反应的传播，以及从工艺技术解决的对策。

研究方法

通过做3D物理场模拟研究来描述内短路和短路随时间的变化，进而扩展理解NERL的电化学，热电，滥用反应动力学模型(如下图所示)。多物理场模型仿真证明了在短路事件中加热模型是基于短路性质，电池特性(如容量和倍率性能)的。

图1不同的反应热类型

1.短路的反应热=电池放电的热+短路点的焦耳热

2.电池尺寸和短路电阻大小的影响

图2不同种类的短路电阻对电池热失控的影响

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