从热失控下锂电池内部反应，看气体检测的重要性

通常，锂电池的热失控是受到3种滥用的影响而引起的，分别是机械滥用、电滥用、热滥用。

• 机械滥用指电池受到碰撞、挤压、针刺等外部受力，使锂电池内部隔膜破裂，促使正极与负极相连，从而引发内部短路。

• 电滥用指电池受到内部、外部短路，过充、放电，一旦锂电池内部出现短路，大量热量会被释放，更高温条件下的化学反应会被触发，这些反应又进一步地释放热量，这就相当于外部热源不断对电池加热，即热滥用

• 热滥用指电池受到外部加热，一旦电池内部热量积累到一定程度，热失控爆发
  

实际上，这3种滥用情况并不是完全独立的，而是存在链式关系。

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锂电池是由正极、负极和电解液组成的。在锂电池内部，正极和负极之间存在隔膜，不会直接反应，主要是正极和负极自身及它们分别于电解液的化学反应。

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锂电池内部化学反应的不同，产生了不同的固体产物和气体产物，并释放大量热量。当大量热量积累过度后，锂电池的热失控将被触发。

通过对锂电池内部化学反应的梳理发现，锂电池在升温过程中会析出多种气体：O₂、CO₂、C₂H₄、C₄H₁₀、POF₃、C₂H₅F、PF₅、H₂等。换而言之，不同的气体是不同化学反应的必然产物。

对锂电池热失控的预警诊断是保证锂电池可靠工作的重要前提。因此，析出气体可以作为特征量被用于锂电池热失控的预警诊断。

不过，锂电池在正常工作时也会产生一部分气体，如CO、C₂H₄和C₄H₁₀，与温度升高情况下产生的气体存在差异，根据二者的显著不同，例如气体含量、气体变化率、气体种类等方面，综合监测可以实现对锂电池热失控更为精确的预警。在实际应用中，需要选择针对性的传感器，并设定相应阈值进行判断。

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