锂离子电池作为便携式设备应用广泛的电源，具有能量密度高、无记忆效应、循环寿命长、环境友好等优点。
在小型锂离子电池在消费电子领域占据主导地位之后，大型锂离子电池得到发展，进军汽车和电网应用。
锂离子电池的应用带来火灾事故和爆炸事故，电池化学领域的许多研究人员从化学角度研究和分析了各种条件下电池失效的原因。
根据这些研究，不断改进电池组件：开发各种阳极和阴极材料以提高化学稳定性；多层分离器旨在限制热失控；在电解液中引入适当的添加剂以阻止化学反应或使电池本身放电以在不影响正常充电的情况下减轻过充电风险等。
还改进了制造和组装技术以降低缺陷概率。
然而，电池组件的详细物质和电池组装的质量，这对电池的安全性有很大影响，对于操作电池储能系统的电气工程师来说仍然不清楚。
因此，需要介绍锂离子电池的原理，从而对锂离子电池带来的风险和产生风险的原因有一个基本的认识。
锂离子电池单体滥用测试： 实际上，锂离子电池的失效是一个综合过程，可以从上述任何一种放热反应开始，到电池本体膨胀、电解液泄漏、放气、起火、爆炸等不同危险结束。
为评估商用锂离子电池的安全水平，根据UL和IEC的标准设计了机械、电气和热方面的滥用测试项目对于用于电网应用的锂离子电池储能系统，袋式或棱柱式设计的大电池。
电池热滥用测试方法： 目标电池在温度室中加热，箱内环境温度设定为130℃，升温速率为5℃/min。
箱内环境温度达到130℃后，保温10min，然后对样品进行观察。
在此温度下，SEI失效、隔膜熔化和电解液气体压力升高带来了潜在风险。
测试后，未观察到被测电池单体的漏液、排气和电压下降。
因此，被测电芯没有发生热失控。
从图2可以看出，棱柱型和袋型电芯均出现了胞体膨胀现象。
身体膨胀可能是由蒸发的电解质引起的。
被测体膨胀率取决于电解液中低沸点溶剂的量。
而确切的数量和比例用户并不清楚。
然而，根据观察，可以得出结论，图2（c）所示的袋型样品比图2（b）中的袋型样品具有更好的性能，这表明具有更高的安全等级。
图 2 (a) 中的棱柱型样品由于其厚度导致的高热阻而表现出良好的性能。
电池针刺测试： 直径5 毫米的钉子以 20 毫米/秒的速度刺入样品，然后在 1 分钟后将其拉出。
在此测试条件下，可能会发生正负极材料直接接触造成的内部短路。
内部短路带来的热量可能导致电池组件发生分解反应。
在测试过程中，所有棱柱型电池都观察到电解液喷溅和严重的排气现象。
一个电池的测量电压和表面温度如图3（a）所示。
曲线显示内部短路的发生导致存储能量的释放和电池电压的下降。
此外，由于释放的能量，温度上升到130 8 ℃。
然后表面温度下降到一个相对安全的范围内，这意味着没有发生放热连锁反应，避免了测试后的热失控。
对于软包电池，除五个样品之一外，在测试过程中未发现温度升高、电解液喷溅或气体排放。
在图 3 (b) 中，绘制了有问题的测量电压和表面温度。
部分储存的能量通过内部短路释放。
电解液释放的气体使电池本体膨胀，并在穿透区正负极材料与隔膜之间形成隔离层，从而终止内部短路。
这种不完全的内部短路只导致电池电压略有下降，峰值温度为90。
5℃。
随着电池表面温度的下降，测试后没有出现热失控现象。
如图4(a)所示，棱柱型电池的排气保护是由于内部压力高而触发的。
对于袋型电池，可以观察到身体膨胀，如图 4（b）所示。
通常，与方形电池相比，软包电池显示出更高的安全水平。
电池过充测试： 样品以 0.05 C 的电流过充电。
一旦电池电压达到 5 V 或充电时间达到 30 分钟，测试结束。
1C定义为电芯在1小时内完全放电的电流速率，对于容量为40Ah的电池来说，1C等于40A。
对于所有测试样品，没有观察到电解质泄漏、排气或其他危险。
测试后可观察样品的身体膨胀。
根据测量的电池电压、环境温度和电池表面温度如图 5 所示，可以得出没有发生热失控现象的结论。
外部短路测试： 样品电极之间连接电路接触器，短路电阻设置为5mΩ。
在试验初期，发现电缆或接触器着火，如图6所示。
所以。
之后的试验选用了电流为1 500 A的电缆和接触器，以避免试验回路发生火灾。
所有棱柱型样品以及部分袋型样品在测试过程中都发现了本体膨胀、电解液泄漏和排气现象。
测试电路接触器闭合后，电池表面温度升至 100°C 左右。
随着温度的升高，电池体膨胀（如图7，A区），电解液中释放出气体（如图7，B区），电解液泄漏（如图7，C区） . 后，发生剧烈的电解液排气（如图7，D区）。
根据前面介绍的电解液，排出的气体和电解液是可燃的。
大约 10 分钟后，电池表面温度开始下降。
测试期间和测试后没有发生火灾或爆炸。
因此，没有发生热失控现象。
此外，正极集电器立即熔化，终止了外部短路。
在大多数袋型样品和一个棱柱型样品中观察到该现象。
图 8 表明，棱柱型样品的熔化比袋型样品的熔化更严重。
图 8 中的金属火花从正极集电器中飞溅出来。
这些金属火花会点燃排出的气体或泄漏的电解液，然后引起火灾。
商通检测提供电池的相关测试认证服务：运输和电池运输的 UN 38.3 测试：1.热测试2.高空模拟3.冲击试验4.影响5.耐振性6.外部短路7.过充8.强制放电根据 IEC 62133-1 安全要求对用于便携式应用的便携式密封二次电池（以及由其制成的电池）进行的测试 – 第 1 部分：镍系统根据 IEC 62133-2 安全要求对用于便携式应用的便携式密封二次电池（以及由其制成的电池）进行的测试 – 第 2 部分：锂系统IEC 60086 原电池测试根据 IEC 62619 对工业用电池进行测试UL 1642 锂电池测试IEC 61960-3棱柱形和圆柱形锂二次电池和由其制成的电池的测试根据客户具体要求进行测试CB 认证（例如根据 IEC 62133）