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    鋰離子電池的熱失控和爆炸是鋰離子電池使用中最危險的情況，為了能準確的描述鋰離子電池的風險狀況，Zhao等根據(jù)災難理論分析了鋰離子電池熱失控和爆炸風險發(fā)生的可能性，首先他們分析了鋰離子電池產熱過程

其中i和V為電池兩極輸出電壓和電流，Ereact為電池內部材料和SEI膜分解產生的總熱量，Vo為平衡電勢，T為絕對溫度，Eloss為通過熱傳導和熱輻射的散熱速率，右邊則表示電池總的加熱速率，其中C為比熱容，ρ質量密度，W為總體積，t為時間。根據(jù)該公式可以推導出如下公式

其中θ為無量綱溫度，Τ為無量綱時間，αn為考慮到不同的分解反應的活化能和產熱的參數(shù)?；谠摴娇梢詫A柱型鋰離子電池的熱失控過程進行描述，描述過程是基于三個變量U、V、W，而這幾個變量又是基于θ和αn兩個值。

由于電池的安全性與電池濫用是負相關的，因此有如下關系

可以將安全函數(shù)計算公式設為如下模式，其中g(x)為濫用函數(shù)，當g(x)趨向無窮大的時候，安全函數(shù)趨向0，表明電池極度不安全，而濫用函數(shù)g(x)為0的時候，電池完全沒有濫用，因此電池安全函數(shù)值為1，表明電池是完全安全的。

一般我們可以設安全函數(shù)閥值為0.8，當安全函數(shù)值小于0.8時，就可以判定電池處于危險狀態(tài)。該公式應用的關鍵是找到一個合適的濫用判斷函數(shù)，濫用函數(shù)要包含多種與電池狀態(tài)相關的變量，例如電池的使用溫度T，輸出電流I，電壓V，荷電狀態(tài)SOC，以及電池健康狀態(tài)SOH等參數(shù)。

鑒于高維函數(shù)難以推導，因此我們嘗試降低難度，以單一變量推導ƒsafe函數(shù)，可以用于判斷電池安全性的指標有多種，例如電流、電壓、溫度等，我們嘗試利用容量為1.1Ah的磷酸鐵鋰18650電池進行相關安全實驗推導ƒsafe函數(shù)。下面我們將以電流這個變量嘗試推導安全函數(shù)ƒ與電流之間的函數(shù)關系。

實驗中發(fā)現(xiàn)在20C的電流下，磷酸鐵鋰18650電池是完全安全的，但是當電流達到30C的時候，電池溫度開始升高，因此我們可以認為X<20C以下的時候，電池是完全安全的，因此安全函數(shù)ƒ值為1，30C以上時電池是不安全的，即電流為X=30C時，ƒ值為0.8。根據(jù)如下公式進行推導計算

經(jīng)過相關計算得出d=20，m=0.0025，因此對于電流這個變量有如下安全函數(shù)

可以利用如上方法推導的單個變量的安全函數(shù)，當安全函數(shù)值小于0.8時電池就處于危險狀態(tài)了，根據(jù)該函數(shù)就可以對電池的安全狀態(tài)進行實時監(jiān)控。電池對于多個變量的總體安全函數(shù)可以定義為如下形式，并根據(jù)實際情況確定一個ƒ值，以確保ƒ在該值以上電池是安全的

從上面推導過程可以注意到，該方法最重要的點是如何選擇一個ƒ=0.8的點，這需要根據(jù)具體電池系統(tǒng)對安全性要求的高低進行確定，例如對安全性要求較高的電動汽車領域就需要對ƒ=0.8點選擇更加嚴格，而手機電池就可以適當?shù)姆艑捯恍?/span>

該方法將電池安全性指標概念性的描述轉變?yōu)橐粋€函數(shù)，由此可以獲得一條電池安全性曲線，對電池安全性的評估也更加直觀，并對多個影響電池安全性的變量進行整體的跟蹤，即時確定電池的安全狀態(tài)，方便BMS系統(tǒng)對電池的管理。