电池热失控是一种严重的安全问题，它可能导致电池内部的热量迅速积累，最终引发火灾、爆炸或气体排放等严重后果。

LG化学与LX Hausys联合开发出在1500℃火焰下，可耐受20分钟以上的延迟电池热失控材料。

1、什么是热失控？

当今，新能源车企都在动力电池上大规模使用锂电池，且能量密度越来越高。

热失控是电池最常见的安全隐患之一，内部短路、过充电、过放电和高温是热失控的主要原因。而电动汽车热失控则会导致电池燃烧，及周围的零件着火，严重时甚至发生爆炸。

2、导致电池热失控的常见原因

过度充电或过度放电： 过度充电或过度放电会导致电池内部的化学反应失控，释放大量的热量。这种情况可能发生在充电器故障或电池管理系统失效的情况下。

短路： 当电池内部的正负极短路时，电流会无限制地流过，导致大量的电能在极短时间内释放为热能。这通常发生在电池外壳被损坏或穿刺时。

过热环境： 高温环境会增加电池内部温度，从而提高热失控的风险。在高温下，电池中的化学反应速度可能会显著增加，导致热量的产生加剧。

制造缺陷： 电池制造过程中的缺陷，如材料不均匀、电极结构不当或电池内部隔膜的瑕疵，都可能导致局部过热，最终引发热失控。

外部损伤： 电池外壳的物理损伤，例如挤压、撞击或穿刺，可能导致内部部件短路，从而引发热失控。

电池老化： 随着电池的使用寿命增加，其内部结构可能会发生变化，可能导致过度放电、内部电阻增加等问题，增加了热失控的风险。

充电不当： 使用不适当的充电器或充电电压可能会导致电池的不正常充电，从而产生过多的热量。

3、车企如何解决“热失控”问题

主流车企和动力电池厂商推出的电池防护技术主要通过电芯材料改性、结构创新、超高安全结构设计、应用防热阻燃材料、主动降温技术等手段来实现不燃烧、不爆炸，甚至无热扩散。

比亚迪

比亚迪刀片电池在针刺实验中，穿透后无明火，无烟，电池表面的温度仅有30-60℃左右。

比亚迪SZD安全与可靠性技术部副经理林文生介绍道，“刀片电池采用的是磷酸铁锂材料，具有非常高的热稳定性。

第二方面，我们是（把）刀片电池做得非常长，当针刺电池发生内部短路之后，短路回路的阻抗非常长（大），它产热的功率就比较低。

第三方面，我们又把电池做得非常薄，有助于它散热。”

广汽埃安

广汽埃安在弹匣电池2.0上，采用超稳电极界面、阻热相变材料、电芯灭火系统等一系列原创安全技术。

►  “超稳电极界面”通过应用纳米陶瓷材料、复合集流体材料、耐氧化阻燃剂，提升电极界面的韧性、抗压性和抗燃性。

►  阻热相变材料是埃安与中国航天合作开发，其相变潜热相对常规材料提升10倍。阻热相变材料加上网状纳米隔热材料，能提升40%整体隔热性。

►  电芯灭火系统可以发挥“消防队”的作用，它利用低熔点合金构成灭火腔，在非常小的高度空间上实现灭火剂的储存、热失控电芯的自定位和定点喷淋。

宁德时代

宁德时代麒麟电池将液冷系统和隔热垫集成于多功能弹性夹层中置于电芯之间，相对于传统的整块铺设在电芯上方的液冷板方案，换热面积扩大了4倍。得益于更大的冷却面积，电芯的控温效率提升了50%。

立式冷却板打造横向相对隔离空间，纵向电芯间有膨胀补偿片+绝热气凝胶，有效隔热实现“零热失控”。

蜂巢能源

蜂巢能源龙鳞甲电池基于第二代短刀电芯，将防爆阀布置在底部，一旦发生某个电芯热失控可快速实现定向泄压，喷发物可按指定方向、通过很短的通道迅速排出，不蔓延至周边电芯。

同时，龙鳞甲电池将电芯连接端布置在侧面，实现了Y向与Z向的“热电分离”。

在热失控测试中，加热触发整包中间位置电芯热失控，龙鳞甲整包未见明火，单电芯失控不扩散至相邻电芯。

4、延迟电池热失控材料

LG化学与LX Hausys共同开发的“特殊阻燃连续纤维热塑性复合材料(特殊阻燃CFT)”，其特点是在高温火焰和高压下，耐热时长比现有复合材料高出14倍以上。

特殊阻燃CFT因其硬度高且受力变形小，可用于电动汽车电池中的大型电池组顶盖和底盖等。当电动汽车起火时，它可有效延缓火势蔓延，为驾驶员疏散和灭火争取必要时间。

LG化学实验结果表明，将厚度为1.6mm的特殊阻燃CFT置于1500℃以上的热压环境下，20分钟后未见熔化或裂口，火焰阻隔性能达到业内领先水平。

该款特殊阻燃CFT应用了LG化学的延迟电池热失控材料技术与LX Hausys的热塑性复合材料(CFT，连续纤维热塑性塑料)制造技术。

此次，LX Hausys采用了将LG化学的材料制作成胶带形态并堆叠的制造工艺，进一步提高了火焰阻隔性能。

5、还有哪些橡塑材料供应商

索尔维

为了满足电动汽车电池部件的安全需求，索尔维全新推出适用于需要抗热失控和隔热传播的电池应用解决方案Xencor™ XTreme，专为包覆成型母线、模组端板和支撑件等电池组件而设计。

这个解决方案的主要优点包括高刚度、强度和抗冲击性、一流的电绝缘性（相对漏电起痕指数>600伏）及高介电强度，同时该系列采用部分生物基成分和100%可再生电力生产。

Xencor™ XTreme PPA LGF牌号提供耐1000℃直接火焰暴露超过10分钟的性能，在发生热失控时为乘客提供足够的时间离开车辆。

该系列材料在暴露于火焰后可保持优异的电绝缘水平，有助于减轻电池的热失控。具有高玻璃化转变温度(Tg)，可确保部件在电池工作条件下保持尺寸稳定性。

宝理塑料

宝理塑料开发了一种有助于隔热与绝缘的材料 - DURAFIDE® PPS 6150T73。

该材料即使在1000℃的环境中放置30分钟后，母排护套的状态也可以保持不变。因此这种树脂材料无需无机片材等，也能在发生热失控时有助于隔热和绝缘。

除了特殊的耐热性外，该材料还具有适用于锂离子电池中的模组盖板和母排等的最佳特性。

SABIC

近期，沙特基础工业公司（SABIC）旗下STAMAX™ 30YH570树脂材料首获世界著名的安全认证标准之一UL认证。

作为SABIC BLUEHERO™电气化计划的特色产品，STAMAX 30YH570树脂材料是一种30%长玻纤、高流动性、无卤阻燃共聚物，专为锂离子电池和汽车注塑成型应用而开发。

根据UL 2596《电池外壳材料耐热性能和机械性能测试方法》，采用热失控箱测试法完成了一系列测试，STAMAX 30YH570承受了250 kPa的箱内压力和420°C的最高箱内温度（封闭环境），测试面板没有破裂或穿孔。这些结果基于3次重复测试，面板厚度为4毫米。

文章来源： CHINAPLAS国际橡塑展，江苏费尔曼安全科技