鋰離子電池作為便攜式設備應用廣泛的電源，具有能量密度高,、無記憶效應,、循環(huán)壽命長、環(huán)境友好等優(yōu)點,。
在小型鋰離子電池在消費電子領域占據(jù)主導地位之后,，大型鋰離子電池得到發(fā)展，進軍汽車和電網(wǎng)應用。
    鋰離子電池的應用帶來火災事故和爆炸事故,，電池化學領域的許多研究人員從化學角度研究和分析了各種條件下電池失效的原因,。
根據(jù)這些研究,，不斷改進電池組件：開發(fā)各種陽極和陰極材料以提高化學穩(wěn)定性；多層分離器旨在限制熱失控；在電解液中引入適當?shù)奶砑觿┮宰柚够瘜W反應或使電池本身放電以在不影響正常充電的情況下減輕過充電風險等。
還改進了制造和組裝技術以降低缺陷概率。
    然而,，電池組件的詳細物質(zhì)和電池組裝的質(zhì)量,，這對電池的安全性有很大影響,，對于操作電池儲能系統(tǒng)的電氣工程師來說仍然不清楚,。
因此，需要介紹鋰離子電池的原理,，從而對鋰離子電池帶來的風險和產(chǎn)生風險的原因有一個基本的認識,。
鋰離子電池單體濫用測試：    實際上,，鋰離子電池的失效是一個綜合過程,，可以從上述任何一種放熱反應開始,，到電池本體膨脹,、電解液泄漏、放氣,、起火,、爆炸等不同危險結(jié)束。
為評估商用鋰離子電池的安全水平,，根據(jù)UL和IEC的標準設計了機械,、電氣和熱方面的濫用測試項目對于用于電網(wǎng)應用的鋰離子電池儲能系統(tǒng)，袋式或棱柱式設計的大電池,。
電池熱濫用測試方法：    目標電池在溫度室中加熱,，箱內(nèi)環(huán)境溫度設定為130℃，升溫速率為5℃/min,。
箱內(nèi)環(huán)境溫度達到130℃后,，保溫10min，然后對樣品進行觀察,。
在此溫度下,，SEI失效、隔膜熔化和電解液氣體壓力升高帶來了潛在風險,。
測試后,，未觀察到被測電池單體的漏液、排氣和電壓下降,。
    因此,，被測電芯沒有發(fā)生熱失控。
從圖2可以看出,，棱柱型和袋型電芯均出現(xiàn)了胞體膨脹現(xiàn)象,。
身體膨脹可能是由蒸發(fā)的電解質(zhì)引起的。
被測體膨脹率取決于電解液中低沸點溶劑的量,。
而確切的數(shù)量和比例用戶并不清楚,。
然而，根據(jù)觀察,，可以得出結(jié)論,，圖2（c）所示的袋型樣品比圖2（b）中的袋型樣品具有更好的性能，這表明具有更高的安全等級,。
圖 2 (a) 中的棱柱型樣品由于其厚度導致的高熱阻而表現(xiàn)出良好的性能,。
電池針刺測試：    直徑5 毫米的釘子以 20 毫米/秒的速度刺入樣品，然后在 1 分鐘后將其拉出,。
在此測試條件下,，可能會發(fā)生正負極材料直接接觸造成的內(nèi)部短路,。
內(nèi)部短路帶來的熱量可能導致電池組件發(fā)生分解反應。
    在測試過程中,，所有棱柱型電池都觀察到電解液噴濺和嚴重的排氣現(xiàn)象,。
一個電池的測量電壓和表面溫度如圖3（a）所示。
曲線顯示內(nèi)部短路的發(fā)生導致存儲能量的釋放和電池電壓的下降,。
此外,，由于釋放的能量，溫度上升到130 8 ℃,。
然后表面溫度下降到一個相對安全的范圍內(nèi),，這意味著沒有發(fā)生放熱連鎖反應，避免了測試后的熱失控,。
    對于軟包電池,，除五個樣品之一外，在測試過程中未發(fā)現(xiàn)溫度升高,、電解液噴濺或氣體排放,。
在圖 3 (b) 中，繪制了有問題的測量電壓和表面溫度,。
部分儲存的能量通過內(nèi)部短路釋放,。
電解液釋放的氣體使電池本體膨脹，并在穿透區(qū)正負極材料與隔膜之間形成隔離層,，從而終止內(nèi)部短路,。
    這種不完全的內(nèi)部短路只導致電池電壓略有下降，峰值溫度為90,。
5℃,。
隨著電池表面溫度的下降，測試后沒有出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象,。
如圖4(a)所示,，棱柱型電池的排氣保護是由于內(nèi)部壓力高而觸發(fā)的。
對于袋型電池,，可以觀察到身體膨脹,，如圖 4（b）所示。
通常,，與方形電池相比，軟包電池顯示出更高的安全水平,。
電池過充測試：    樣品以 0.05 C 的電流過充電,。
一旦電池電壓達到 5 V 或充電時間達到 30 分鐘，測試結(jié)束,。
1C定義為電芯在1小時內(nèi)完全放電的電流速率,，對于容量為40Ah的電池來說,，1C等于40A。
    對于所有測試樣品,，沒有觀察到電解質(zhì)泄漏,、排氣或其他危險。
測試后可觀察樣品的身體膨脹,。
根據(jù)測量的電池電壓,、環(huán)境溫度和電池表面溫度如圖 5 所示，可以得出沒有發(fā)生熱失控現(xiàn)象的結(jié)論,。
外部短路測試：    樣品電極之間連接電路接觸器,，短路電阻設置為5mΩ。
在試驗初期,，發(fā)現(xiàn)電纜或接觸器著火,，如圖6所示。
所以,。
之后的試驗選用了電流為1 500 A的電纜和接觸器,，以避免試驗回路發(fā)生火災。
    所有棱柱型樣品以及部分袋型樣品在測試過程中都發(fā)現(xiàn)了本體膨脹,、電解液泄漏和排氣現(xiàn)象,。
測試電路接觸器閉合后，電池表面溫度升至 100°C 左右,。
隨著溫度的升高,，電池體膨脹（如圖7，A區(qū)）,，電解液中釋放出氣體（如圖7,，B區(qū)），電解液泄漏（如圖7,，C區(qū)） . 后,，發(fā)生劇烈的電解液排氣（如圖7，D區(qū)）,。
根據(jù)前面介紹的電解液,，排出的氣體和電解液是可燃的。
大約 10 分鐘后,，電池表面溫度開始下降,。
測試期間和測試后沒有發(fā)生火災或爆炸。
因此,，沒有發(fā)生熱失控現(xiàn)象,。
    此外，正極集電器立即熔化,，終止了外部短路,。
在大多數(shù)袋型樣品和一個棱柱型樣品中觀察到該現(xiàn)象,。
圖 8 表明，棱柱型樣品的熔化比袋型樣品的熔化更嚴重,。
圖 8 中的金屬火花從正極集電器中飛濺出來,。
這些金屬火花會點燃排出的氣體或泄漏的電解液，然后引起火災,。
商通檢測提供電池的相關測試認證服務：運輸和電池運輸?shù)?UN 38.3 測試：1.熱測試2.高空模擬3.沖擊試驗4.影響5.耐振性6.外部短路7.過充8.強制放電根據(jù) IEC 62133-1 安全要求對用于便攜式應用的便攜式密封二次電池（以及由其制成的電池）進行的測試 – 第 1 部分：鎳系統(tǒng)根據(jù) IEC 62133-2 安全要求對用于便攜式應用的便攜式密封二次電池（以及由其制成的電池）進行的測試 – 第 2 部分：鋰系統(tǒng)IEC 60086 原電池測試根據(jù) IEC 62619 對工業(yè)用電池進行測試UL 1642 鋰電池測試IEC 61960-3棱柱形和圓柱形鋰二次電池和由其制成的電池的測試根據(jù)客戶具體要求進行測試CB 認證（例如根據(jù) IEC 62133）