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5.商业锂离子电池过充电诱发TR的结果。

过放电，电池组内电池之间的电压不一致是不可避免的。因此，一旦BMS未能具体监控到任何单个电池的电压，具有低电压的电芯将被过度放电。过放电滥用的机制与其他滥用形式不同，其潜在的危险可能被低估。在过放电期间，电池组中具有低电压的电池可以被串联连接的其他电池强制放电。在强制放电期间，点反转，电池电压变为负值，导致过放电电池异常发热。过放电引发的溶解的铜离子迁移通过膜并在阴侧形成具有较低电位的铜枝晶。随着生长不断升高，铜枝晶可能穿透隔膜，导致严重的ISC。

热滥用

局部过热可能是发生在电池组中典型的热滥用情况。热滥用很少独立存在，往往是从机械滥用和电气滥用发展而来，并且是终直接触发热失控的一环。除了由于机械/电气滥用导致的过热之外，过热可能由连接接触松动引起。电池连接松动问题已经得到证实。热滥用也是当前被模拟多的情形，利用设备有控制的加热电池，以观察其在受热过程中的反应。

内部短路

内部短路，电池的正负直接接触，当然接触的程度不同，引发的后续反应也差别很大。通常由机械和热量滥用引起的大规模ISC将直接触发TR。相反，内部自行发展的内短路，程度比较轻微，它产生的热量很少，不会立即触发TR。能量释放速率，随着隔膜断裂的程度以及从ISC到TR的时间长短而变化。自发的ISC被认为是源于制造过程中的污染或缺陷。污染/缺陷需要几天甚至几个月才会发展成为自发的ISC，长时间孕育过程中的机制相当复杂。

图8.三内部短路。

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电池热失控的解决办法

4 热失控期间的连锁反应概述及能量释放图

TR的机制可以通过如图9所示的连锁反应来解释。一旦温度在滥用条件下异常升高，化学反应会一个接一个地发生，形成连锁反应。热-温度-反应（HTR）循环是连锁反应的根本原因。需要明确的，异常发热带来电芯温度上升，启动副反应，例如，SEI分解。副反应释放更多热量，形成HTR循环。HTR循环在高的温度下循环，直到电芯经历TR。

图9 显示了使用NCM/石墨电和PE基陶瓷涂层隔膜的锂离子电池在TR过程中的连锁反应机理 ［70］ 。在整个温度上升过程中，SEI分解，阳与电解质之间的反应，PE基体的熔化，NCM阴的分解以及电解质的分解等顺序发生。一旦隔膜的陶瓷涂层崩溃，大量的内部短路瞬间释放电池的电能，导致TR可能燃烧电解质。图9只是TR期间链式反应机制的定性解释。为了定量解释链式反应的HTR环路，各种组分材料各自的产热动力学是必须的。

基于先前综述的TR机理［33，63，71］，我们提出了TR期间链式反应机理的图解说明，称为能量释放图。该能量释放图，是文献提出，用于定量考虑热失控发展过程，定义热失控状态的方法。