钠离子电池在过热与过充耦合滥用下的热失控行为及火灾风险评估

这篇研究系统探讨了钠离子电池(SIB)在过热与过充耦合滥用条件下的热失控(TR)特性，揭示了不同充电状态(SOC)对TR起始温度、火焰行为及辐射热通量的非线性影响。通过建立多参数评分体系，首次量化评估了SIB的TR风险与火灾危害，为新型能源安全应用提供了重要依据。

　　

Highlight

钠离子电池(SIB)在过热与过充耦合滥用模式下展现出独特的热失控(TR)行为。研究发现：随着充电状态(SOC)从100%升至150%，TR触发温度逐渐降低，而火焰峰值温度与热释放率呈先增后降趋势。130% SOC电池表现出最剧烈的辐射热通量(15.49 kW/m²)，而150% SOC则因内部材料剧烈降解反应具有最高TR风险。

Thermal runaway process

实验捕捉到SIB热失控的五个典型阶段：安全阀开启→气体释放→剧烈爆燃→稳定燃烧→火焰熄灭。当SOC超过130%时，电池内部反应导致结构崩溃，可燃物质喷发形成"火球"现象，但火焰持续时间反而缩短。通过红外热成像首次量化了不同SOC下火焰温度场的三维分布特征。

Conclusion

本研究创新性地采用熵权法、CRITIC法和主成分分析法三种权重策略，构建了包含7项关键指标的TR风险评估体系。结果表明：110% SOC电池因燃烧强度与持续时间最长具有最高火灾危害，而150% SOC电池则因内部剧烈放热反应成为TR风险最高的组别。该成果为SIB大规模储能应用的安全设计提供了数据支撑。

（注：翻译部分已去除文献引用标识，保留专业术语如NFM(NaNi_1/3Fe_1/3Mn_1/3O₂)、NFPP(Na₄Fe₃(PO₄)₂(P₂O₇))等原符号表达）