【摘要】 电池材料的热稳定性是保证储能系统安全和性能的关键因素。

对更高效、更安全、更可靠的电池系统的需求日益增长，导致了电池新材料的发展。然而，这些材料的热稳定性仍然是一个严峻的挑战，因为热失控的风险。热失控是一个危险的问题，可能会导致电池，特别是锂离子电池迅速过热，导致火灾或爆炸。高温等外部因素会加剧这一现象。

 

研究人员建议改善电池材料的质量控制，开发不太容易热失控的新电池化学物质，并设计具有内置安全功能的电池。小心处理电池，避免将电池暴露在高温或机械损坏下，以防止热失控，这一点至关重要。因此，评估电池材料的热稳定性对其安全可靠运行至关重要。

 

电池材料的热稳定性是保证储能系统安全和性能的关键因素。然而，准确评估这种稳定性是一个挑战。Meghdad Pirsaheb[1]综述了用于评估电池材料热稳定性的热分析技术，包括它们的原理、优点和局限性。还探讨了材料组成、结构和环境因素对热稳定性的影响。

 

综述了近年来应用这些技术评估阳极、阴极和电解液材料热稳定性的文献。最后强调了热分析技术在优化电池材料热稳定性方面的未来前景，并对热分析在电池材料分析中的作用提供了重要的见解，并确定了未来研究的领域。

 

所提供的信息可用于设计更安全、更可靠的电池系统，还需要进一步的研究，以开发更准确、更高效的新电池材料热分析技术。

 

热分析技术是评价电池材料热稳定性的有价值的工具。这些技术可以深入了解材料在各种条件下的热行为，并可用于确定其热性能。

 

近年来，这些技术在评估电池材料热稳定性方面的潜力受到越来越多的关注。热稳定性被定义为材料在高温条件下抵抗分解或反应的能力。

 

热分析技术，如差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TGA)和等温滴定量热仪(ITC)可用于测量电池材料的热稳定性。这些技术测量各种热参数，如热流、质量损失和热焓，这些参数可以提供有关材料热稳定性和行为的信息。

 

图1. 传统锂离子电池有机电解液与固态锂电池热失控机理的比较。[1]

 

与电池材料有关的安全问题的重要性怎么强调都不为过，特别是考虑到最近发生的电池起火和爆炸事件。热稳定性是影响电池材料安全的关键因素之一，而热分析技术是评价和表征热稳定性的重要工具。与电池材料相关的主要安全问题之一是热失控，当电池暴露在高温或其他不利条件下时，可能会发生这种情况。

 

在传统的锂离子电池(LIB)中，热的产生是由于可逆和不可逆的过程。电化学插层过程中产生可逆热，副反应和焦耳效应产生不可逆热。在电池正常运行期间，空气或液体冷却、储热阶段或热管等散热系统有助于保持热平衡。然而，在热失控(TR)的情况下，热量的积累打破了这种平衡，导致LIBS的温度急剧上升超过300℃。

 

图2. 多孔聚酰亚胺薄膜、LiBOBeSNePEO电解液和LiBOBeSNePEOePI复合聚合物电解液的DSC热图(A)和热重曲线(B)。[1]

 

综上所述，电池材料的热稳定性评价对电池材料的安全可靠运行至关重要。热分析技术已成为评估电池材料热稳定性的有价值的工具，其在这一领域的潜力正在迅速发展。

 

[1] Pirsaheb M, Seifi H, Gholami T, et al. Thermal analysis techniques for evaluating the thermal stability of battery materials: A comprehensive review[J]. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2023, 174: 106136.

 

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