摘要：锂离子电池已广泛应用，但其安全性仍是制约其性能提升和应用拓展的关键。本研究聚焦负极材料对三元软包电池热失控路径的影响，对比石墨与锂金属负极在针刺及外部短路测试中的安全响应。通过同步监测温度、电压、电流等关键参数并结合电池拆解分析，研究发现负极特性从根本上决定了电池的失效机制。在外部短路中，锂金属负极的高反应活性及其循环后表面形成的粉末状沉积锂加剧了副反应放热，导致其瞬时电流（148.7 A vs. 100.9 A）和最高温度（273 ℃ vs. 104 ℃）远超石墨负极，表现出更高的热失控风险。然而，在针刺测试中，锂金属负极却展现出安全优势。针刺造成的局部熔融，以及伴随的物理脱离与快速化学钝化，共同使接触电阻上升至超过40 Ω，有效阻断了持续短路，从而避免热失控。相反，石墨负极因其刚性结构维持短路通路，引发剧烈放热，温度变化速率峰值超过420 ℃/s。本研究揭示了负极材料与热失效行为的构效关系，为通过负极改性开发兼具高能量密度和高安全性的金属锂负极二次电池提供新思路。
文章目录
1 实验设计
1.1 电池制备
1.2 外部短路测试
1.3 针刺实验
1.4 电池拆解与表征
2 结果与讨论
2.1 外部短路下的安全性能差异：锂金属的高风险性
2.2 针刺下的安全性能反转：锂金属的安全表现
3 结论
