1. Mecanismo de proceso de fuga térmica en baterías de iones de litio
Las baterías de litio se forman incorporando iones de litio en carbono (coque de petróleo y grafito) para formar un electrodo negativo. LixCoO2 se usa comúnmente como material de electrodo positivo, mientras que también se usan LixNiO2 y LixMnO4. Como electrolito se utiliza LiPF6+carbonato de dietileno (EC) + carbonato de dimetilo (DMC). Los principales factores desencadenantes de la fuga térmica incluyen daños mecánicos, sobrecarga, cortocircuitos internos, etc. Bajo la influencia de varios factores, los materiales activos dentro de las baterías de iones de litio sufren violentas reacciones exotérmicas y la temperatura interna de la batería excede el rango controlable. , lo que en última instancia conduce a una fuga térmica. Las reacciones químicas exotérmicas que ocurren dentro de la batería de iones de litio incluyen la descomposición de la máscara facial de interfaz de electrolito sólido SEI, la reacción entre el material activo negativo y el electrolito, la reacción entre el material activo negativo y el aglutinante, y la reacción de descomposición por oxidación. del electrolito.
Durante el proceso de carga y descarga de las baterías de iones de litio, el carbonato de vinilo en la interfaz de fase sólida del material activo del electrodo reaccionará con el litio del electrodo negativo, formando una capa de película SEI en la superficie de adhesión del grafito. Esta membrana puede ralentizar directamente o incluso prevenir la reacción entre el electrolito y los materiales activos en ambos lados del electrodo, reduciendo significativamente su tasa exotérmica y mejorando la estabilidad de los materiales del electrodo positivo y negativo.
A medida que la temperatura aumenta a 90-120 grados, la película SEI comienza a descomponerse, seguida de una reacción exotérmica entre el electrolito y el material activo del electrodo negativo. Tomando como ejemplo el carbonato de vinilo, el proceso de reacción se muestra en las ecuaciones (1) y (2):
Durante la reacción exotérmica, la temperatura interna de la batería aumenta gradualmente. Según el uso de diferentes materiales de membrana, sus puntos de fusión también varían. El diafragma de polipropileno común tiene un punto de fusión de 165 grados y el material de polietileno tiene un punto de fusión de 135 grados. Después de alcanzar la temperatura del punto de fusión del material del separador, el separador interno sufre una contracción local, lo que provoca el contacto directo entre los materiales de los electrodos positivo y negativo dentro de la batería, lo que provoca un cortocircuito y genera una gran cantidad de calor. La gran cantidad de calor generada por el cortocircuito hace que el diafragma se contraiga rápidamente, exacerbando aún más la reacción exotérmica.
Al mismo tiempo, en el rango de temperatura donde la película SEI se descompone y sufre reacciones exotérmicas, las sales de litio también sufren intensas reacciones exotérmicas con el electrolito. Los tipos comunes de materiales activos para las baterías de iones de litio incluyen hexafluorofosfato de litio (LiPF6), tetrafluoroborato de litio (LiBF4), etc. El hexafluorofosfato de litio se descompone a altas temperaturas para producir PF5, que reacciona aún más con el disolvente para absorber los átomos de oxígeno del CO. se unen y sufren una violenta reacción exotérmica, acelerando aún más la descomposición del electrolito. Al mismo tiempo, la reacción de oxidación-reducción entre el hexafluorofosfato de litio y el disolvente también libera ácido fluorhídrico (HF), un gas altamente tóxico. El proceso de reacción específico se muestra en las ecuaciones (3) a (5):
Dentro del mismo rango de temperatura, el propio electrolito sufre una reacción de descomposición y libera una pequeña cantidad de gas combustible. Al utilizar la calorimetría de velocidad para analizar el proceso de fuga térmica, se encontró que los gases producidos por la descomposición de electrolitos están compuestos principalmente de C2H4, CO y H2. El electrolito se vaporiza rápidamente y aumenta la presión interna de la batería. Cuando la presión interna alcanza el límite de la válvula de alivio de presión, se expulsará una gran cantidad de gas combustible, lo que exacerbará aún más la propagación de la fuga térmica. El calor generado por la combustión completa del electrolito es mucho mayor que el calor liberado por la reacción de descomposición. Tomando carbonato de etileno (EC) y carbonato de propileno (PC) como ejemplos, los procesos de reacción de oxidación de electrolitos (6) ~ (7) y oxidación incompleta (8) ~ (9) son los siguientes:
A medida que la temperatura interna de la batería aumenta gradualmente, el material activo del electrodo positivo comienza a descomponerse. Según el uso de diferentes materiales activos, la temperatura a la que se producen las reacciones exotérmicas también varía. La descomposición del material activo del electrodo positivo produce oxígeno, que luego participa en la reacción con el material activo interno, generando una gran cantidad de gas en el interior de la batería. El proceso de reacción es el siguiente:
Cuando la temperatura supera los 136 grados, el aglutinante fluoruro de polivinilideno (PVDF) reaccionará con el litio para producir gas hidrógeno. El proceso de reacción es el siguiente:
A excepción de la película SEI que se funde y absorbe calor, las reacciones químicas anteriores son todas reacciones exotérmicas. La liberación de calor de la descomposición del electrolito, el separador, el material activo de la batería y el adhesivo representa el 43,5%, 30,3%, 20,1% y 6,2% de la liberación de calor total, respectivamente. La reacción entre los materiales activos positivos y negativos de la batería y el electrolito es la mayor fuente de calor.
2. Factores inductores de fuga térmica en baterías de iones de litio
Los factores desencadenantes de la fuga térmica en las baterías de iones de litio se pueden clasificar en tres categorías: abuso mecánico (pinchazo de aguja, deformación por compresión, colisión externa), abuso eléctrico (sobrecarga y sobredescarga, cortocircuito) y abuso térmico (sistema de gestión térmica). falla). El abuso mecánico puede inducir fácilmente cortocircuitos internos en las baterías de litio, lo que provoca una fuga térmica; En el abuso de electricidad, la sobrecarga y descarga de las baterías puede provocar reacciones secundarias internas, lo que provoca un sobrecalentamiento local de las celdas de la batería y provoca una fuga térmica; El cortocircuito externo es un estado peligroso de descarga rápida de las baterías, donde corrientes extremadamente altas provocan un calentamiento rápido e incluso fusionan los terminales de la batería; En el estado de abuso térmico, la falla del sistema de gestión térmica a menudo desencadena la contracción y descomposición del diafragma interno, lo que en última instancia conduce a cortocircuitos internos y descontrol térmico.
Además, el propio estado de la batería también es uno de los factores importantes que provocan la fuga térmica. Con el aumento de los ciclos de carga y descarga de la batería y la inducción de impurezas mezcladas durante la producción de dendritas, se generan reacciones secundarias adversas, como dendritas metálicas, que son fáciles de perforar el separador y provocan cortocircuitos locales en la batería.
2.1 Investigación sobre la fuga térmica de la batería causada por abuso térmico
Según el modelo de escape de calor de sobrecarga de acoplamiento térmico electroquímico de las baterías de iones de litio establecido en la literatura, las baterías de iones de litio generalmente comienzan a calentarse automáticamente cuando la temperatura alcanza los 80 grados. Cuando el calor de la batería se desborda y no se puede liberar de manera efectiva, la gestión térmica de la batería provocará un aumento incontrolable de la temperatura de la batería, que se difundirá desde las celdas individuales locales al paquete de baterías de energía, provocando una serie de reacciones secundarias y descontrol térmico.
El abuso térmico no ocurre espontáneamente dentro de la batería. A menudo, debido a abuso mecánico u otras razones, la temperatura interna de la batería aumenta hasta un umbral y las áreas locales de la batería se calientan, lo que provoca abuso térmico y activa aún más el control de temperatura y el autoencendido de la batería.
Al mismo tiempo, la fuga térmica también se ha utilizado como método de investigación para probar procesos experimentales de fuga térmica de la batería y detectar características de seguridad durante la fuga térmica de la batería. En 1999, KITOH et al. llevó a cabo una investigación sobre el seguimiento de las características de seguridad de fuga térmica de baterías de alta energía específica basadas en métodos de calentamiento externo. Desde entonces, el método de energía adiabática se ha utilizado ampliamente para probar el umbral de temperatura desbocada térmica de las baterías de iones de litio. La investigación actual sobre el abuso térmico se basa principalmente en la ignición de baterías por radiación externa. Liu Mengmeng estableció un modelo de generación de calor transitorio multiendógeno y un modelo de acoplamiento térmico electroquímico. Con base en el método de calentamiento por radiación, se estudiaron las características de seguridad de las baterías después de la autoignición causada por abuso térmico. Se descubrió que la combustión de la batería se puede dividir en tres etapas: combustión por inyección, combustión estable y combustión por inyección secundaria. LI y col. Estudió el efecto de la corriente de descarga sobre la temperatura en el contexto de fuga térmica causada por abuso térmico. Se descubrió que cuando la corriente de descarga es constante, la pérdida de calidad, los parámetros característicos de seguridad, la temperatura de inicio de la fuga térmica y la temperatura máxima durante el proceso de fuga térmica dependen de la capacidad de la batería.
2.2 Investigación sobre la fuga térmica de la batería causada por abuso eléctrico
Las causas comunes de fuga térmica de la batería incluyen sobrecarga y descarga, cortocircuitos internos, cortocircuitos externos, etc.
(1) Sobrecarga y sobredescarga
Durante la finalización de un ciclo de carga y descarga en una batería de iones de litio, el sistema de gestión de batería BMS normalmente bloqueará la corriente de carga según el estado de carga. Cuando el sistema BMS falla, la sobrecarga de la batería puede provocar fácilmente graves accidentes de autoignición. Después de alcanzar el umbral de SOC durante la carga, el litio metálico se adherirá a la superficie del material activo del electrodo negativo y el litio adherido reaccionará con el electrolito a una determinada temperatura, liberando una gran cantidad de gas a alta temperatura. Al mismo tiempo, el material activo del electrodo positivo comienza a fundirse debido a la eliminación excesiva de litio y a una gran diferencia de potencial con el electrodo negativo. Una vez que el potencial del electrodo positivo excede el voltaje seguro del electrolito, el electrolito también sufrirá una reacción de oxidación con el material activo del electrodo positivo. Durante el proceso de sobrecarga, pueden ocurrir una serie de reacciones secundarias, como calentamiento óhmico y desbordamiento de gas, lo que exacerba la aparición de fuga térmica.
El gas liberado durante la sobrecarga de las baterías de iones de litio se compone principalmente de CO2, CO, H2, CH4, C2H6 y C2H4, y el volumen del gas y el calor aumentan con el aumento de la corriente de carga. Al utilizar un calorímetro acelerado y un analizador de ciclo de batería para el análisis conjunto, el experimento muestra que el peligro de sobrecarga basado en voltaje constante de corriente constante es mucho mayor que el de sobrecargar directamente con corriente constante. Con base en el rendimiento de sobrecarga del electrodo positivo compuesto y del electrodo negativo de grafito en diferentes entornos experimentales, Ren et al. Consideró exhaustivamente los efectos de la corriente de carga, el material del separador y el sistema de disipación de calor. El estudio encontró que la cantidad de calor liberado durante la sobrecarga de las baterías NCM no está estrechamente relacionada con la magnitud de la corriente de carga. El punto de fusión de los diferentes materiales separadores y la deformación e hinchazón de la batería son los principales factores que provocan la fuga térmica de las baterías de iones de litio. Wang y cols. analizó la ruta de propagación térmica y la ruta de desbordamiento de gas a alta temperatura de baterías de litio sobrecargadas y descubrió que el calor generado por la reacción entre la deposición de litio y el electrolito durante la sobrecarga de la batería representó más del 43%. Zhang et al. Estudió el mecanismo de degradación de la capacidad del paquete de baterías basándose en el voltaje diferencial de capacitancia incremental y descubrió que una sola sobrecarga tenía poco efecto en la capacidad de la batería, pero después de sobrecargar hasta que el material activo del electrodo positivo se delitiara, afectaría seriamente la estabilidad térmica del paquete de baterías.
El daño causado por una descarga excesiva es mucho menor. Es difícil que una descarga excesiva temprana cause un descontrol térmico de la batería, pero puede afectar su capacidad. Zhou Ping et al. Estudió las características de descarga de baterías de litio ternarias NCM de níquel cobalto manganeso después de una sobredescarga. Durante el proceso de descarga estática, el grado de cortocircuito dentro de la batería de litio NCM disminuye, la resistencia aumenta y la corriente de descarga disminuye. Los experimentos han demostrado que cuanto mayor es la profundidad de la descarga, mayor es el grado de atenuación de las celdas individuales dentro del paquete de baterías. Ma et al. En el experimento de sobredescarga de baterías de litio se descubrió que la sobredescarga no cambia la estructura de los materiales activos de la batería, pero puede provocar la disolución del colector de corriente del electrodo negativo, aumentar el espesor de la película SEI y acelerar el envejecimiento de la batería. Las características de comportamiento del proceso de descarga de una batería de iones de litio se muestran en la figura.
(2) Cortocircuito externo
Los cortocircuitos externos también son una causa importante de fuga térmica en las baterías eléctricas. Chen et al. desarrolló un nuevo modelo de acoplamiento térmico eléctrico basado en la combinación de modelos de generación, distribución y propagación de calor. Las investigaciones han demostrado que la temperatura máxima de las baterías de iones de litio en condiciones de cortocircuito externo se produce en el borde de la oreja del electrodo. Ma Taixiao et al. descubrió que en el estado de cortocircuito externo de las baterías eléctricas, el calor generado por las reacciones secundarias es mucho menor que el calor generado por la electroquímica, y el calor generado por la electroquímica se correlaciona positivamente con el SOC inicial, pero negativamente con el pico de temperatura. estrés térmico.
(3) Cortocircuito interno
El cortocircuito interno, que se produce dentro de la batería y es difícil de detectar por el sistema BMS, es la principal causa de fuga térmica en las baterías de iones de litio. Cuando la batería se sobrecarga o se descarga en exceso, las dendritas de litio crecen gradualmente para penetrar la película SEI, lo que provoca cortocircuitos internos y conduce rápidamente a un aumento incontrolable de la temperatura y una fuga térmica. Además, los daños en la red o las rebabas del colector de corriente causados por procesos de fabricación rudos de las baterías también pueden provocar cortocircuitos internos.
2.3 Investigación sobre el descontrol térmico de la batería causado por abuso mecánico
En la aplicación de baterías eléctricas para automóviles, las fallas mecánicas son inevitablemente causadas por accidentes. Si el paquete de baterías se deforma por fuerzas externas como perforación y compresión, puede provocar cambios estructurales internos e incluso provocar una fuga térmica debido al contacto directo entre los polos positivo y negativo bajo tensión extrema. Por lo tanto, es necesario realizar investigaciones sobre la fuga térmica de la batería causada por abuso mecánico, entre las cuales Fan Wenjie y Xu Huiyong han realizado investigaciones sobre la fuga térmica causada por abuso mecánico basándose en modelos de elementos finitos y análisis de monitoreo numérico.
Wang y cols. realizó un estudio sobre los cambios transversales del paquete de baterías después de una colisión basado en baterías blandas de iones de litio. El experimento de punción encontró que una gran cantidad de deformaciones locales y capas de fractura por cizallamiento aparecieron dentro del paquete de baterías durante el proceso de punción, y el desgarro del colector de corriente y el material activo del electrodo positivo, así como la reorganización de la estructura interna de la batería. pack, provocado por la perforación del separador, fueron las causas fundamentales del cortocircuito térmico en el interior de la batería. Cordero y col. Estudió el estado de deformación de 18650 baterías cilíndricas de iones de litio en condiciones de perforación basadas en tecnología de tomografía computarizada. El experimento encontró que el fenómeno de infiltración entre los electrodos positivo y negativo exacerba la aparición de cortocircuitos internos. Durante el cortocircuito, la lámina de aluminio adherida se derrite, formando una gran cantidad de cuentas de metal en la grieta. Li y col. estableció modelos de análisis de elementos finitos para diversos estados de abuso mecánico basados en punción, compresión, etc., y desarrolló un algoritmo de aprendizaje para predecir el proceso de fuga térmica de baterías utilizando parámetros de baterías de desecho. Se analizó el impacto del abuso mecánico en la seguridad de las baterías de iones de litio en función de ocho tipos de parámetros, incluida la fuerza del impacto, el ángulo de colisión y el rango de deformación, lo que redujo significativamente la complejidad computacional.
El abuso mecánico que se produce en aplicaciones prácticas es más complejo que los experimentos individuales como la punción y la compresión. Depender únicamente de la simulación experimental no puede estudiar en profundidad las características de seguridad del abuso mecánico de la batería. La solución fundamental es optimizar la posición de instalación de la batería, establecer un sistema BMS confiable y optimizar el diseño del bastidor del vehículo mientras se diseña el paquete de baterías, para minimizar la deformación y compresión del paquete de baterías en caso de una colisión. .
3. Medidas y métodos preventivos para la fuga térmica de baterías de iones de litio
Con el objetivo de bloquear, retrasar y prevenir la fuga térmica de las baterías, muchos académicos han realizado investigaciones sobre la gestión térmica de las baterías, el diseño de la estructura de las baterías de alta resistencia y otros aspectos.
3.1 Diseño de seguridad de baterías individuales
(1) Investigación sobre la seguridad del diseño de diafragmas
El núcleo de la mejora de la seguridad del diafragma radica en aumentar la temperatura a la que el diafragma se contrae y se funde, mejorando su capacidad de aislamiento a alta temperatura. La capacidad de aislamiento de alta temperatura del diafragma garantiza que sus microporos estén sellados en un entorno de alta temperatura, bloqueando el flujo de iones de litio. Los materiales de diafragma más utilizados generalmente están recubiertos con revestimientos cerámicos u otros materiales con efectos de celda cerrada.
(2) Investigación sobre la seguridad de los materiales de electrodos positivos.
Los materiales activos de electrodo positivo de iones de litio más comunes utilizados en el mercado de baterías de energía son generalmente LiCoO2, LiFePO4, LiMn2O4, LiNixCoyMnzO2 (NCM), etc. El uso de materiales para cubrir el electrodo positivo para bloquear y aliviar las reacciones secundarias térmicas desbocadas, mejora el ciclo de la batería. y estabilidad térmica, como ZrO2 y AlF3. Zhang et al. desarrolló un material NCM ternario en capas basado en la distribución en gradiente de concentración atómica, con Ni como núcleo y Mn cubriendo la capa exterior de las partículas adheridas. Las pruebas han demostrado que puede mantener buenos ciclos y estabilidad térmica incluso en múltiples condiciones de alta temperatura y sobrecarga.
(3) Investigación sobre la seguridad de los materiales de los electrodos negativos.
La mejora de la seguridad del electrodo negativo se logra principalmente mediante el recubrimiento del material o la adición de aditivos al electrolito para mejorar la estabilidad térmica de la película SEI. Xu et al. Se añadió una aleación líquida de GaSnIn al electrolito para mejorar la estabilidad térmica de la batería. El experimento muestra que la capa SEI de gradiente preparada reduce en gran medida la polarización del voltaje y mejora la eficiencia de Coulomb al 99,06%. Zheng et al. preparó una membrana ultrafina de nanofibras de aramida (ANF) para suprimir el crecimiento de dendritas de litio. En la prueba experimental, en un entorno de alta densidad de corriente de 50 mA/cm2, la capacidad del ANF-Li|La batería LiFePO4 llena disminuyó al 80,2% después de 1200 ciclos. Y por primera vez, su investigación descubrió la deposición fibrosa de litio, y la membrana ANF preparada con poros a nanoescala promovió la difusión de electrolitos, aceleró la eficiencia del transporte de litio y eliminó los inconvenientes de las dendritas de litio de tamaño micrométrico que penetran la membrana.
(4) Investigación sobre la seguridad de los electrolitos
La mayoría de los accidentes por fuga térmica involucran electrolitos, y mejorar la seguridad de los electrolitos para evitar la fuga térmica es crucial. A menudo se añaden al electrolito retardantes de llama, sustancias poliméricas sólidas o líquidos iónicos como aditivos anti-sobrecarga. El carbonato de etileno fluorado (FEC) es el aditivo de electrolitos más común, que tiene la ventaja de mejorar la eficiencia de Coulombic de la eliminación reversible de litio en el electrodo negativo al cambiar la composición de la película SEI. Li y col. diseñó una película SEI de interfase de electrolito sólido polimérico y cristalino de doble capa utilizando difluoroborato de litio (LiDFOB) como sal principal en un electrolito de fosfato mixto. El experimento con retardante de llama mostró que el tiempo de autoextinción del electrolito retardante de llama fue de 6,1 segundos y la eficiencia reversible del Li fue del 98,2%. Después de 150 ciclos de carga y descarga, todavía mantenía el 89,7% de la capacidad de la batería.
3.2 Protección de seguridad y diseño de optimización del sistema de batería de energía.
(1) Diseño de optimización de la estructura del paquete de baterías.
El diseño de la estructura del paquete de baterías y la optimización de la posición de instalación del vehículo son cruciales para mejorar la seguridad. Chen et al. Realizó un experimento de clasificación sobre el impacto del rango de fuga térmica basado en el diseño de la batería 18650. El experimento muestra que el tiempo de ignición es más corto y la velocidad y el alcance de dispersión son mayores en áreas con mayores áreas de calentamiento. Pero su experimento sólo consideró el calentamiento general del módulo de la batería y no tuvo en cuenta el sobrecalentamiento local causado por cortocircuitos internos. Liu Zhenjun et al. optimizó el diseño del paquete de baterías basándose en un modelo tridimensional de disipación de calor del paquete de baterías y realizó una simulación de disipación de calor. El experimento demostró que la temperatura máxima de la batería de iones de litio optimizada disminuyó de 46 grados a 34 grados, y la diferencia de temperatura entre las celdas individuales se controló dentro de los 5 grados.
(2) Diseño del sistema de gestión térmica de la batería
Las baterías de iones de litio tienen una fuerte sensibilidad térmica y mejorar la eficiencia de descarga a baja temperatura y la seguridad a alta temperatura es el núcleo de los sistemas de gestión térmica de las baterías. Los métodos de enfriamiento para paquetes de baterías incluyen enfriamiento líquido y enfriamiento por aire. Todos los vehículos eléctricos de Tesla utilizan tecnología de refrigeración líquida, mientras que los autobuses eléctricos generalmente utilizan refrigeración por aire. En los últimos años, como los aerogeles, se han utilizado materiales de cambio de fase y materiales híbridos en los sistemas de gestión térmica de baterías debido a su excelente eficiencia de absorción de calor. Wu et al. han desarrollado un material flexible para el sistema de gestión térmica de baterías basado en hidrogel. Se utiliza material de poliacrilato de sodio de bajo costo. Su plasticidad extremadamente fuerte se puede adoptar en una variedad de formas y apilarse en el paquete de baterías, lo que puede lograr de manera económica el efecto de disipación de calor del enfriamiento por aire y el enfriamiento por líquido tradicionales.
(3) Diseño de enfriamiento, extinción, bloqueo y guía de gas para la fuga térmica de la batería.
Cuando la fuga térmica de la batería es inevitable, es particularmente importante bloquear y enfriar rápidamente la propagación del calor y guiar los gases de alta temperatura para evitar afectar las baterías instaladas en las proximidades.
Las principales formas de bloquear la propagación de la fuga térmica incluyen: llenar con medios retardantes de llama, usar materiales aislantes para aislar las baterías de fuga térmica o guiar las llamas y los gases de alta temperatura fuera del paquete de baterías a través de vías. Xu et al. desarrolló un tubo de disipación de calor de gas de alta temperatura con una forma de sección transversal rectangular dispuesto a lo largo de la batería como se muestra en la Figura 5. Aunque no puede prevenir la ocurrencia de fuga térmica en baterías individuales, puede prevenir efectivamente la propagación de fuga térmica local en paquetes de baterías. Li Haoliang et al. diseñó un sistema de bloqueo de dispersión térmica y un sistema de control integrado basado en gases inertes y refrigerantes mixtos. Según el diagrama de dispersión de calor y la aceleración del calentamiento, se establece un umbral para el sistema de bloqueo. El experimento muestra que puede bloquear eficazmente la propagación del calor cuando la batería se sobrecalienta localmente.
4. Conclusión
El artículo resume la literatura sobre el mecanismo de activación, las causas y la gestión de monitoreo de seguridad de la fuga térmica en baterías de iones de litio.
(1) En la investigación del mecanismo de fuga térmica, se analizaron la estabilidad térmica y la ley de liberación de calor de los componentes principales de las baterías de iones de litio, y los principios de los procesos de liberación de calor de reacción, como la descomposición de electrolitos, separadores, materiales activos de la batería y Se explicaron principalmente los adhesivos.
(2) En la investigación sobre los factores desencadenantes de la fuga térmica, se clasificaron y resumieron las características y razones de diferentes condiciones desencadenantes, a saber, abuso mecánico, abuso eléctrico y fuga térmica de la batería causada por abuso térmico.
(3) En términos de prevención y monitoreo de la fuga térmica, este artículo detalla la investigación para mejorar la seguridad de la fuga térmica de las baterías de iones de litio desde tres aspectos: diseño optimizado de las celdas de las baterías de iones de litio, optimización de los sistemas de baterías de energía y Sistemas de alerta de monitoreo y gestión térmica de baterías.
Aunque se han logrado avances significativos en el estudio de la fuga térmica en las baterías de iones de litio, todavía existen lagunas en algunas áreas de investigación. La investigación sobre el impacto del envejecimiento en la seguridad causado por la superposición de tiempos de ciclo en las baterías de iones de litio apenas ha comenzado en los últimos años, especialmente el estudio experimental de la trayectoria del envejecimiento y el mecanismo de la estabilidad térmica es todavía relativamente escaso. Al mismo tiempo, sólo existen unos pocos estudios experimentales sobre la predicción y el modelado de la propagación de las llamas después de que se produce una fuga térmica, y todavía falta un análisis de simulación numérica de la propagación de las llamas. Se puede ver que la gestión de seguridad de la fuga térmica en las baterías de iones de litio aún se encuentra en la etapa de desarrollo, especialmente en la dirección de advertencia y bloqueo, lo que requiere más investigación.