锂离子电池热失控安全性的多维对比研究：LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2与LiFePO4的热稳定性与气体爆炸风险解析

（编辑推荐）本研究通过材料热分解（STA-MS）、电池层级热失控行为及产气特性三维对比，揭示LiFePO4（LFP）电池虽具更高热稳定性（起始温度196.4°C vs. NCM622的154.6°C），但其可燃气体含量高45%，爆炸风险显著，为动力电池安全设计提供关键数据支撑。

　　

Highlight

本研究突破单一视角，从材料反应动力学（1）、电池层级热失控特性（2）及产气行为（3）三维度，对商用LFP与NCM622电池进行定量化安全对比。

Exothermic behavior of material components

通过同步热分析-质谱联用（STA-MS）测试发现：NCM622正极放热量达32.63 J/g，呈现双放热峰；而LFP正极仅释放9.62 J/g热量，印证其"天生耐高温"特性。有趣的是，两种电池的负极放热量却惊人一致（约50 J/g），暗示石墨负极或是热失控链式反应的"共同引爆点"。

Comprehensive comparison of battery safety

图7的雷达图清晰显示：LFP在热安全性指标（T₁起始温度196.4°C、峰值温度652.3°C）上完胜NCM622，堪称"高温马拉松选手"；但其可燃气体中氢气（H₂）和乙烯（C₂H₄）含量超标，如同隐藏的"气体炸弹"，使得爆炸下限（LEL）比NCM622降低23.6%。

Conclusion

这项"解剖级"研究首次揭示：LFP电池如同"冷静的火山"——虽不易喷发（高热稳定性），但喷发物更致命（高爆炸风险）；而NCM622则像"暴躁的火焰"——易点燃但燃烧可控。该发现为电动汽车电池系统"精准防护"设计提供了分子级别的决策依据。