在特斯拉的带领下，18650电池已经成为电动汽车的重要力量，许多品牌的电动汽车都使用了18650电池。与软包和方形电池相比，经过20多年的发展，18650电池不仅技术成熟，而且配套厂商众多。同时，作为一种标准化产品，其产量明显高于其他形式的电池，因此18650电池在成本和可靠性方面优于其他类型的电池。然而，使用18650电池作为动力电池组，我们不得不面对一个问题——电池组中的电池数量巨大，我们不得以为例。

下热失控时间可通过下面的动图感受：

热管理系统的一个重要功能是防止单个电池在电池组中的热失控和热失控的传播，这就需要我们掌握单个电池在热失控中释放的总热量和电池喷发释放的热量的准确数据。最近，美国NASA旗下的约翰逊航空中心(JSC)的WilliamQ.Walker(第一作者，通信作者)采用专门设计的量热器，测量热失控中不同厂家和型号的18650锂离子电池的热量释放数据。研究表明，电池的能量密度和电池的结构设计都是针对锂离子电池的。

传统的热量测量装置只能测量电池在热失控中释放的总热量，但不能满足热管理系统对热失控数据准确性的要求。因此，WilliamQ.Walker设计了一种热量测量装置(如下图所示)，不仅可以测量锂离子电池在热失控过程中释放的总热量，还可以测量电池喷发物释放的热量。热量测量器的结构如下图所示。特殊设计可以满足只有顶部防爆阀的18650电池，以及底部和顶部防爆阀的18650电池的热失控测量。

试验中测试的电池详细信息如下图所示，主要包括LG18650-MJ1(3.43Ah)、LG18650testcell(3.35Ah)、三星18650-30Q(3.0Ah)和MoLiCEL18650-J(2.3Ah)，其中MoLiCEL的电池分别采用三种隔膜：1)20um厚的标准聚合物隔膜；2)25um厚的纤维素基DreamweaverSilver隔膜；3)21um厚的纤维素基Dream6。

下面的图表显示了几种电池在热失控中每次试验释放的能量与平均值之间的偏差(每个电池都进行了多次试验)，从图表中我们可以看到MOLiCEL18650电池释放的能量为37.4kJ，标准差为2.8kJ，三星18650-30Q电池释放的能量为59.7kJ，标准差为3.5kJ，LG的18650testcell释放的能量为63.3kJ，标准差为4.6kJ，LG的18650MJ1电池释放的能量为75.2kJ。

下图为MOLiCEL电池和MOLiCEL电池的热失控曲线，采用普通标准聚合物隔膜S1和纤维素隔膜S2。从图中可以看出，使用普通隔膜的电池在热失控中释放的能量比纤维素隔膜少3.4kJ。当然，这并不意味着普通隔膜更安全，主要是因为纤维素隔膜的热稳定温度可以达到190℃以上，而普通聚合物隔膜的热稳定温度往往在150℃左右，导致使用纤维素隔膜的电池在触发热失控时需要更高的温度，从而导致更多的热失控。

电池外壳厚度对锂离子电池的热失控行为也有显著影响。首先，从热失控的触发难度来看，从测试结果来看，外壳厚度为250um的18650电池需要更多的热量才能发热失控(250um厚18650电池的加热时间为107.2s，220um厚18650电池需要加热88.1s)。同时，厚外壳电池在热失控中释放的能量比普通外壳电池少3.4kJ，但在热失控后，厚外壳电池的剩余重量可能比薄外壳电池少1.3g。

底部防爆阀的设计也可以显著改变锂离子电池的热失控行为。从上图中的两条黑色虚线可以注意到，底部防爆阀设计的18650电池在热失控中释放的热量比没有底部防爆阀设计的电池少3.9kJ。同时，我们可以在热失控后发现，底部防爆阀设计的电池比普通电池重6.5g，说明底部防爆阀设计的电池在热失控中喷出的物质明显少于普通电池，可以显著降低电池组内热失控扩散的风险。

下面的图表显示了不同类型的电池在热失控中释放能量的方法，从下面的图表中可以注意到，LG的18650-MJ1电池的热失控释放能量为74.9kJ，其中21.7%通过外壳释放，74.7%通过电池的上盖喷发，3.6%通过底部喷发释放能量。下面的图表显示，18650电池的底部防爆阀和220um厚外壳释放能量为61.8kJ，其中35.7%通过外壳释放，40.4%通过电池顶部的防爆阀释放，23.8%通过电池

WilliamQ.Walker的研究表明，在18650电池热失控中，只有20-30%的能量是通过电池外壳释放出来的，而其他大部分能量是通过防爆阀喷发出来的。能量密度对锂离子电池的热失控行为有显著影响。能量密度较高的电池不仅在热失控中释放了更多的总能量，而且单位容量释放了更多的能量。此外，电池的结构设计对电池的热失控行为也有显著影响。底部防爆阀设计的电池不仅在热失控中释放了更少的能量，而且从防爆阀中喷出的少量也减少了一组。

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Decouplingofheatgeneratedfromejectedandnon-ejectedcontentsof18650-formatlithium-ioncellsusingstatisticalmethods,JournalofPowerSourcesxxxxxxx,WilliamLialker,JohnJ,DonalP.Finegan,Gary,

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