综述：固态锂电池热失控机理、安全增强、监测与预警研究综述

这篇综述系统阐述了固态锂电池(SSLBs)的热失控(TR)机制及其演化规律，通过理论分析、实验与模拟研究揭示了电极/电解质界面兼容性差、材料热稳定性不足等核心问题，提出了从材料优化（如固态电解质SSE）、电池内部设计到外部热管理系统(TMS)的多尺度安全增强策略，并探讨了基于温度、电压、电化学阻抗谱(EIS)等参数的早期预警技术，为高能量密度电池安全设计提供重要指导。

　　

热失控机理的多尺度解析

固态锂电池虽采用不可燃固态电解质(SSE)提升本征安全性，但其热失控(TR)行为呈现跨尺度特征。微观层面，硫化物电解质(LPSCl)与高镍正极在高温下发生剧烈放热反应，释放大量氧气；介观层面，锂金属负极与电解质界面易形成锂枝晶，临界电流密度(CCD)突破后引发短路；宏观层面，机械冲击或电滥用会触发级联放热反应，温度曲线呈指数上升。研究表明，固态电池TR存在气-固反应与固-固反应双重路径，且电极/电解质界面动力学稳定性差是主要诱因。

安全性能提升的三维策略

材料革新：通过掺杂Li₇La₃Zr₂O₁₂(LLZO)提升氧化物电解质热稳定性，或构建聚合物电解质(SPE)阻燃结构；界面工程：采用Al₂O₃纳米涂层改善正极/电解质界面兼容性；系统设计：相变材料(PCM)与液冷耦合的热管理系统(TMS)可有效控制电池组热扩散。值得注意的是，复合电解质设计（如聚合物-无机物杂化）能协同提升离子电导率(>10^-3 S/cm)与热稳定性(<300℃分解)。

早期预警技术新趋势

传统电压/温度监测存在滞后性，新兴技术如声发射(AE)可捕捉锂枝晶生长信号，而太赫兹波能无损检测内部结构变化。机器学习算法通过分析电化学阻抗谱(EIS)相移特征，可实现TR前>80%的预警准确率。未来多参数融合的数字化孪生系统将成为监测主流。

挑战与展望

当前SSLBs的TR研究仍面临三大瓶颈：1）缺乏标准化的滥用测试协议；2）多场耦合仿真模型精度不足；3）固态电解质规模化制备工艺不成熟。突破方向包括开发原位表征技术、建立材料热力学数据库，以及设计具有自预警功能的智能电解质材料。这些进展将推动固态电池在电动汽车(EV)和储能系统(ESS)中的安全应用。