01
背景介绍
气候变化是由化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放增加所驱动的，是人类面临的一个紧迫问题。与工业化前(1850-1900)的平均温度相比，全球气温上升了约1.36℃，这凸显了应对这一挑战的重要性。这使得全球一致认为有必要向低碳经济转型，以减轻气候变化的影响。包括核能、太阳能、风能、地热能和生物能在内的替代能源已被确定为可行的解决方案，但它们目前的贡献仅占全球能源收集总量的15%左右。此外，这些能源的地理限制、安全问题和季节性波动限制了它们的可靠性。一些可再生能源，如太阳能和风能的间歇性，需要开发高效的能源储存系统。
为了更好地利用这些替代能源，储能技术至关重要。电化学储能，特别是二次电池，在过去十年中越来越受欢迎。在各种二次电池中，锂离子电池(lithium-ion batteries, LIBs)因其高能量密度和高比能而广泛应用于商业应用。然而，与LIBs相关的安全问题，如可能的火灾危险，通常是由大容量动力电池以热失控(TR)的形式失效引起的。TR是一种自加速反应，当电池过度充电、短路或物理损坏时可能发生。目前的文献往往缺乏对lib中TR的全面分析，关注的是孤立的成分，而不是整个系统。这篇综述通过系统地探索各种LIB材料的TR机制来解决这一差距，突出了最近的进展，并指导未来研究更安全的储能解决方案。了解TR机制不仅对提高现有锂离子电池的安全性至关重要，而且对开发具有更高能量密度的下一代电池也至关重要。
02
成果掠影
近日，伦敦大学Aidin Panahi团队针对LIB的热失控现象研究取得最新进展。该综述提供了对锂电池中TR机制的全面理解，该机制因电池材料的不同而有很大差异。在实验室环境下，对lib的组成材料、引发TR的原因以及TR的机制进行了广泛的研究。然而，进一步研究以充分了解和减轻TR是必要的，因为它是一个高度复杂的过程，很容易受到外部条件和内部反应的影响。对于由不同材料组成的lib, TR的过程和机制表现出显著差异。因此，本文强调需要对各种电池进行研究，以全面了解TR机制。本文综述的重点在于阐明不同的TR机制、预防方法，并重点介绍旨在提高lib安全性的最新研究进展。最后，本文总结了对LIB安全性的未来研究和开发的建议，强调需要对TR机制和LIB安全性有更一致的看法。研究成果以“Thermal runaway process in lithium-ion batteries: A review ”为题发表在《Next Energy 》期刊。
03
图文导读
图1 引起热失控的因素
图2 LIB的基本工作机制
图3 简化热失控机制
图4 三个层面的预防战略
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