来源：快猛电池 发布日期：2026-06-12 17:26:48

锂离子电池（LIBs）被认为是未来储能解决计划中最具前景的候选计划之一。但是，跟着电池寿命的延伸，呈现了一系列失效问题。因而，研讨电池模块失效的根本原因至关重要，因为这是进步锂离子电池体系（LIBS）安全性的要害里程碑。此外，了解并缓解这些原因是预防潜在危害以及提高LIBs模块制造可靠性的要害。在此，一系列LiFePO对一个LIBS模块内容量为23 Ah的(LFP)电池进行了剖析，该模块因其中一串电压降至0 V而失效。经过拆解该模块以确认首个失效电池，并对其进一步解剖剖析，运用X射线计算机断层扫描（X-CT）和光学显微镜表征来探究失效原因。对失效电池的拆解检查显示，负极绝缘垫片严峻缺失，且电池顶盖上的极耳呈现显着开裂。这些要素引发了严峻的电化学腐蚀，并导致外壳之间发生毁灭性的电化学腐蚀。靠近“处的铝制外壳腐蚀……负极 导致了穿孔，然后引发电解液泄漏及随后的热失控（TR）。在负极耳部邻近发生的短路现象，得到了光学显微镜关于热放电发生的熔融珠状物的观察结果的进一步证实。进一步的加速量热仪（ARC）测试阐明了电池失效的或许原因。本作业可作为锂离子电池模组失效剖析和缺点识别的参考，然后有助于改善LIB电池包的规划与制造以提高安全性。

导言

因为超高的理论能量密度、长循环寿命、低自放电率以及环境友好性，LIBs首要运用于电动汽车（EVs）、储能电站及各类电子运用[1]。跟着便携式电子设备和电动汽车的不断普及，人们正积极寻找能够完成杰出功能的电极资料[2]。但是，跟着容量和充放电速率的提高，国内外频繁发生的与LIBs相关的安全事端已成为约束LIBs进一步大规模运用的首要原因[[3], [4], [5]]。根据不完全统计，每年国内外都会发生数百起触及锂离子电池（LIBs）的爆破和火灾事件[6]。这给LIBs在市场上的广泛采用造成了严峻波折[7]。此外，曩昔三年中，韩国建立了30座大型储能电站，而北京大红门储能电站事端导致两名消防员牺牲。这凸显出热失控（TR）的安全问题是一个紧迫关注点，在完成高能量密度和优异功能的锂离子电池（LIBs）时绝不能被忽视[8,9]。根据电池正极资料的组成，LiFePO 4 磷酸铁锂（LFP）电池、LiCoO 2 （LCO）电池、LiMn 2 O 4...
现在，作为潜在动力电池的LFP电池在EV行业和储能电站中得到了广泛运用，这是因为与ternary LIBs比较其安全性更高，特别是在遭受各种乱用条件、内部短路或电解液泄漏、热失控时，这些状况会导致起火甚至爆破[[19], [20], [21]]。电池在充放电过程中发生热量是不可避免的[22]。一起，跟着容量添加，在热应力条件下，内部温度的升高会进一步加剧放热反应。因为电池的热开释速率超过了散热速率，这导致很多热量和气体在电池内部不断积累[23]。为了满意实际生活中的运用需求，数千个电池被并联连接并组装成具有高能量密度的电池包。当电池模块中发生TR时，热量会传递给相邻电池，这或许引发副反应、严峻的TR以及安全事端[[24], [25], [26]]。影响电池安全的一个要害要素是电池电极资料和电解质的化学性质[7]。此外，在实际运用中，电池不可避免地会阅历机械损害、过充或其他乱用条件。因而，人们提出了多种办法来进步LIBs的安全功能，例如运用耐热电池组件、阻燃...
近年来，X-ray computed tomography在资料物理和化学等范畴的广泛运用促进了从微米到纳米多个标准的电池研讨，然后增强了咱们对电池电极资料的了解[30,31]。该技能还便于在电池运行前/中/后对各种电池组件进行无损三维成像[32,33]。检测和发现资猜中微观标准反应及相变最便捷的办法之一是光学显微镜，它运用透射光来检查样品。该技能在精度和速度方面具有优势，使其成为金属资料研讨中不可或缺的手法[34]。金属资料的宏观和微观安排结构能够经过放大镜和显微镜进行观察和研讨[35]。
本文对一个储能LFP电池模组的不完全TR进行了体系性的事端剖析，以研讨LIBs的内因性TR及其传达行为。为了评估初始TR的原因，实施了包括定位失效电池、拆解及剖析电池在内的详细实验过程。运用X射线断层扫描技能和金相剖析对失效电池进行表征，并确认TR的原理。咱们的研讨结果加深了对LIBs杂乱TR机制的了解，并为后续锂离子电池模组的规划提供了辅导。