热失控

概念定义

热失控（thermal runaway）是电池内部电流、化学反应与温度相互促进，形成持续正反馈的异常状态。在铅酸电池中，它主要发生于充电过程，并与闭合氧循环有关；阀控式密封铅酸电池因具有氧气再化合机制，氧复合反应释放的热量会进一步推高电池温度，因而成为较典型的应用场景。

热失控也涉及动力电池的安全管理。当动力电池包内单个电芯发生热失控时，其高温及相关影响可能扩散至相邻电芯和电池包其他区域，使局部异常扩大为更大范围的电池包安全问题。

铅酸电池充电电压超过析氧电位后，电解水反应会逐渐主导充电过程并产生大量热量。温度升高又会降低析氢、析氧的平衡电压，使充电电流回升；增加的电流继续推动反应和放热，形成“温度上升—电流增加—放热加剧—温度继续上升”的正反馈循环。

密封式铅酸电池中的氧复合反应本身属于放热反应。氧循环过盛时，热量与内压可同步升高，电池更难维持正常充电状态。充电器电压偏高、电解液缺失、环境温度超过50℃以及电池老化引起的氧循环过盛，均可成为触发或加剧因素。

热失控防控主要围绕充电控制、温度监测、电流监测和电池内部状态展开。温度补偿充电会依据电池温度调整充电条件，减少温升后电流继续增加的风险；电流阈值监测用于识别异常回升或持续偏高的充电电流；水分补充则用于处理电解液缺失所带来的风险。

温度继电器可设置在充电回路中，当检测到电池温度达到设定范围时切断充电电源。相关装置采用的动作温度范围可为50℃至80℃。在蓄电池制造环节，控制隔板的电解液饱和度，以及在负极活性物质中加入木素或油等材料，也可用于改善电池对热失控的承受能力。

阀控式密封铅酸电池是热失控防控的重要场景，充电设备需要同时关注环境温度、电池温度、充电电压和电流变化。电池老化或缺液后，原有充电条件也可能促使氧循环和温升加剧。

热失控可能造成电池鼓包、外壳软化变形、漏液或漏酸，严重时可出现燃烧、爆炸并引发火灾。在动力电池包中，防控重点还包括限制单个电芯产生的高温及其影响向相邻电芯扩散，避免异常波及电池包其他区域。