Li-SOCl2电池性能研究现状
锂离子电池的现状研究
锂离子电池的现状研究摘要：电池是储存有电解质溶液以及金属电极的容器，该容器可以实现能量的转化从而输出电能。
锂离子电池作为当前储能技术领域中重要储能技术手段，随着技术的发展，其在越来越多的场景实现了技术应用,本文通过对锂离子电池发展现状开展探究，以期为相关的研究人士提供可参考的价值。
关键词：电池；锂离子电池；储能技术一、锂电池综述电池是储存有电解质溶液以及金属电极的容器，该容器可以实现能量的转化，从而输出电能。
按照内部反应类型的不同，电池可以分为物理电池、化学电池以及生物电池。
按照充电与否又可以将电池分为一次电池和二次电池。
一次电池又称为不可充电电池，而二次电池又名充电电池，二次电池可以在电池放电后通过充电的方式实现电池的循环使用，该类电池包含有铅酸电池、锂离子电池、镍氢电池，当前在二次电池的应用上以锂离子电池为主。
按照锂离子电池的外包装不同，可以将其分为圆柱、方形以及软包这几个类型，其中前两种类型的锂离子电池在外壳材料的选用上以硬质的材料为主，因此在硬度表现上表现为硬包装。
与之相反，软包锂离子电池则采用的是铝塑膜形态的软性包装，在常见的软包电池中单片电池通过运用铝塑膜进行密封可以对内部的电解质起到很好的保护作用，在应用的领域中，当前锂离子主要以三种形式存在，一种是消费用电池，一种是储能用电池，另一种则是动力用电池。
在工艺的划分上，按照生产的位置不同，锂电池可以分为前端生产工艺、中端生活工艺以及后端生产工艺。
我们可以将锂离子电池分为两部分，一部分为正极，在正极中的连接材料通常为铝箔。
在电池的中间部分为聚合物隔膜，该隔膜可以将正极与负极做好隔断，这样的隔断可以在阻断e-通过的同时保证Li+的正常通行。
另一部分为电池的负极，负极的材质主要是石墨，与正极连接材料不同，负极材料通常为铜箔。
电池的电解质存在于电池的顶端与末端，在外壳的材质的选用上，电池多采用硬质外壳。
不同状态下的锂离子电池其Li+运动轨迹存在有本质上的区别，充电时，Li+由正极出发通过中间的隔膜最终完成向负极的移动；放电时， Li+则是从负极出发通过中间的隔膜最终完成向正极的移动。
Li-S电池和Li-Air电池的研究进展
Li-S电池和Li-Air电池的研究进展锂离子电池已经改变了便携式电子产品，并且在交通电气化中扮演了非常重要的角色。
然而，锂离子电池的能量上限不足以满足当今社会的长远需求，例如扩展范围的电力汽车。
超越锂离子电池的限制是一个艰难的挑战，有几种选择。
这里，我们考虑两种：锂硫电池和锂空气电池。
储存在锂硫电池和锂空气电池中的能量不亚于锂离子电池。
科研工作者还正在研究这两种电池的作用机理，如果这两种电池被成功开发，那么一直困扰着人们的难题将会被解决。
在电池的反应机制以及新的材料方面的最新科学进展是非常关键的。
关键词：锂硫电池，锂空气电池第一章锂硫电池[1]1.1背景锂离子电池(LIBs)，是最普遍的可交换能源之一，在20世纪90年代最初被使用到现在已经超过了20多年，在便携式设备中一直被广泛使用。
然而，LIBs已经达到其理论能量极限，因此不能满足当今电力汽车的大容量与长循环寿命的需求。
随着越来越迫切的需求以及强大的市场潜力，科研工作者们开始研究具有更高能量密度而且成本更低的可交换电池。
金属锂在所有金属中电负性很高而拥有最低的密度，所以有着最高的容量（3861 mAh/g）,而且它是所有的可交换电池负极材料中优先考虑的。
单质硫的理论容量是1673 mAh/g。
因此，在考虑锂硫完全反应的情况下，锂硫电池可以达到非常高的质量能量密度(2500Wh/kg)和体积能量密度(2800 Wh/L)。
而且由于地球上硫元素的储备非常丰富，该电池比LIBs的成本更低。
与LIBs相比，硫阴极可以保持在一个安全的电压范围（1.5-2.5V）。
另外，硫是无毒的。
毋庸置疑，锂硫电池的这些优势使其成为能源储备的一个非常好的选择，同时在绿色能源中也扮演了非常重要的角色，因此缓解了全球变暖而且减少了化石燃料的使用。
然而，锂硫电池的商业化收到了以下方面的阻碍。
例如硫元素的绝热特性以及多硫化物的溶解会导致硫的损失和电池容量的极速降低。
为了解决这些问题，人们努力把材料做成纳米维度和结构，纳米尺寸材料因其不易降解的特性成为解决上述问题的一种非常有效的手段。
锂亚硫酰氯电池电极反应式
锂亚硫酰氯电池电极反应式锂亚硫酰氯电池是一种重要的电化学储能设备，其电极反应式是锂金属与亚硫酰氯之间的化学反应。
锂亚硫酰氯电池在储能领域具有广泛应用前景，因其具有高能量密度、长循环寿命和较低成本等优点，成为了当前研究的热点之一。
锂亚硫酰氯电池的电极反应式可以表示为：Li + SOCl2 → LiCl + SO2在这个反应中，锂金属（Li）与亚硫酰氯（SOCl2）发生反应生成氯化锂（LiCl）和二氧化硫（SO2）。
锂金属在反应中失去电子，被氯化锂中的锂离子取代，而亚硫酰氯则被还原为二氧化硫。
这个反应是可逆的，可以在放电和充电过程中进行。
锂亚硫酰氯电池的工作原理如下：在放电过程中，锂金属在负极释放电子，被氯化锂中的锂离子取代，同时亚硫酰氯在正极被还原为二氧化硫。
电子通过外部电路流动，提供电力。
在充电过程中，反应反向进行，锂离子从正极回到负极，同时二氧化硫在正极被氯化锂氧化为亚硫酰氯。
锂亚硫酰氯电池的反应速率和电池性能受到多种因素的影响，如电极材料的选择、电解液的浓度和温度等。
为了提高电池的性能，研究人员通过改变电极结构、优化电解液配方以及控制反应条件等手段进行了大量研究。
例如，采用纳米材料作为电极材料可以增加电极表面积，提高反应速率；调节电解液中SOCl2的浓度可以改善电池容量和循环寿命。
锂亚硫酰氯电池的应用前景广阔。
由于其高能量密度和长循环寿命，锂亚硫酰氯电池被广泛应用于无线通信、电力系统备份、军事设备和医疗器械等领域。
与传统的锂离子电池相比，锂亚硫酰氯电池具有更高的能量密度和更低的成本，可以满足不同领域对电池能量密度和成本的需求。
锂亚硫酰氯电池的电极反应式为Li + SOCl2 → LiCl + SO2。
锂亚硫酰氯电池具有高能量密度、长循环寿命和较低成本等优点，在储能领域具有广泛应用前景。
通过优化电极结构、电解液配方和控制反应条件等手段，可以进一步提高电池的性能。
锂亚硫酰氯电池在无线通信、电力系统备份、军事设备和医疗器械等领域有着广泛的应用。
半固态电池氯化亚砜
半固态电池氯化亚砜一、引言随着新能源行业的迅猛发展，电池技术日新月异，其中半固态电池以其独特的性能和优势备受瞩目。
在半固态电池的制造过程中，氯化亚砜作为一种重要的化学品，发挥了重要的作用。
本文将对氯化亚砜的特性、在半固态电池中的应用、对电池性能的影响等方面进行深入探讨。
二、氯化亚砜的特性氯化亚砜，化学式为SOCl2，是一种无色或淡黄色的液体，具有强烈的刺激性气味。
它是一种强酸强碱盐，在水中完全电离，属于强电解质。
氯化亚砜的熔点较低，沸点较高，这使得它能够在较低的温度下实现良好的溶解性能。
此外，氯化亚砜还具有良好的热稳定性和化学稳定性，使其在电池制造中具有广泛的应用。
三、氯化亚砜在半固态电池中的应用在半固态电池的制造过程中，氯化亚砜主要用作溶剂和锂盐。
它能够有效地溶解电解质材料，形成均一的电解液，为锂离子的传输提供通道。
此外，氯化亚砜还可以与其他电解质材料如LiTFSI等混合使用，形成性能优异的电解液。
四、氯化亚砜对电池性能的影响在半固态电池中，氯化亚砜的使用对电池性能有着重要的影响。
首先，氯化亚砜作为溶剂能够有效地溶解电解质材料，形成均一的电解液，这有助于提高锂离子的传输效率，从而提高电池的充放电性能。
其次，氯化亚砜的电导率较高，能够降低电池的内阻，从而提高电池的能量密度和功率密度。
此外，氯化亚砜的热稳定性良好，能够提高电池的安全性能和使用寿命。
然而，氯化亚砜在使用过程中也存在一些问题。
一方面，氯化亚砜的挥发性较高，容易造成环境污染和健康问题。
另一方面，氯化亚砜的电解液成本较高，对大规模生产具有一定的限制。
因此，在实际应用中需要综合考虑氯化亚砜的优缺点，采取适当的措施解决存在的问题。
五、展望未来随着新能源技术的不断发展，半固态电池的应用前景越来越广阔。
作为半固态电池制造中的重要化学品，氯化亚砜的研究和应用也将不断深入。
未来，我们可以期待以下方面的进展：1.新型氯化亚砜替代品的研发：针对氯化亚砜存在的缺点，如高挥发性和高成本等问题，研发新型的电解质溶剂和锂盐成为重要研究方向。
锂硫二次电池：问题与解决方案综述
锂硫二次电池：问题与解决方案综述锂硫二次电池：问题与解决方案综述锂硫二次电池是一种新型的高能量密度电池，具有良好的环境友好性和低成本特点。
它的能量密度是传统锂离子电池的几倍，并且锂与硫的原料相对廉价和丰富。
因此，锂硫二次电池被认为是未来能源存储领域的一种潜在替代技术。
然而，锂硫二次电池在商业化应用的过程中，也面临着一些问题需要解决。
本文将对这些问题进行综述，并提出相应的解决方案。
1. 酸碱平衡问题锂硫二次电池的电解液主要是含有锂盐和有机溶剂的酸碱溶液。
在放电过程中，硫化锂生成多个溶液中间产物，并同时产生锂离子和电子。
然而，由于锂离子和硫化锂之间的电子传输速度较慢，容易导致电极表面的锂离子浓度下降，形成酸碱不平衡。
这会导致电池的容量衰减和循环性能下降。
解决方案：目前的解决方案主要是通过添加聚合物导电剂来提高电极的导电性能，以增强锂离子和电子的传输速度，并促进锂离子的均匀分布。
另外，也可以通过添加适量的缓冲溶液来调节电池的酸碱平衡，提高电池的循环性能。
2. 硫化锂枝晶问题在锂硫二次电池的充放电过程中，硫化锂会形成枝晶结构。
这些枝晶结构容易穿透电解液和隔膜，导致电池内部的短路，降低电池的安全性能。
解决方案：目前的解决方案主要是通过在电解液中添加一定的添加剂，如锂盐、聚合物添加剂和纳米颗粒等来抑制硫化锂的枝晶生长。
此外，也可以通过控制电池的充放电速率和温度来减少硫化锂的枝晶生长。
3. 电池寿命问题锂硫二次电池的寿命主要受到锂枝晶的生长和电解液中的活性物质损失的影响。
锂枝晶的生长会导致电池的自放电速率增加，并且降低电池的充放电效率。
而电解液中的活性物质损失会导致电池容量的衰减。
解决方案：目前的解决方案主要是通过改变电池的结构和材料，并优化电解液的组成来提高电池的寿命。
例如，可以设计纳米级的电极结构，以增加电池的比表面积，减少锂枝晶的生长。
此外，也可以研究新的电解液体系，如固态电解液和多电子电解液等，以提高电解液中的活性物质的存储和释放能力。
锂离子电池的发展现状及展望
锂离子电池的发展现状及展望一、本文概述随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，清洁、高效的能源存储技术成为了科技研发的重点领域。
锂离子电池，作为一种重要的能源存储技术，因其高能量密度、长循环寿命、无记忆效应等优点，在便携式电子设备、电动汽车、航空航天等领域得到了广泛应用。
本文旨在全面梳理锂离子电池的发展现状，包括其技术原理、应用领域、产业规模等，同时结合当前科技发展趋势，对其未来发展方向进行展望。
我们将深入探讨锂离子电池的材料创新、结构设计、安全性提升以及环保回收等关键问题，以期为推动锂离子电池技术的进一步发展提供参考。
二、锂离子电池的发展历程锂离子电池的发展历程可以追溯到20世纪70年代。
早在1970年，M.S.Whittingham首次使用硫化钛作为正极材料，金属锂作为负极材料，制成了首个锂电池。
然而，由于金属锂的化学特性极为活泼，使得电池的安全性存在严重问题，因此这种锂电池并未得到实际应用。
随后，在1980年，John B. Goodenough发现了钴酸锂可以作为锂电池的正极材料，这一发现为锂离子电池的发展奠定了重要基础。
1982年，R.R.Agarwal和J.R.Selman发现锂离子具有嵌入石墨的特性，此发现为开发可充电的锂离子电池铺平了道路。
1990年，日本索尼公司正式推出了首个商用锂离子电池，该电池以碳材料取代金属锂作为负极，钴酸锂为正极，使用有机电解质，这种电池不仅保持了锂电池的高能量密度，还解决了金属锂的安全性问题，因此得到了广泛的应用。
进入21世纪，锂离子电池技术继续得到发展。
特别是随着电动汽车市场的崛起，对高能量密度、长寿命、高安全性的锂离子电池需求日益增大。
因此，研究者们开始探索新型的正负极材料和电解质，以提高锂离子电池的性能。
例如，硅基负极材料、富锂锰基正极材料等新型材料的出现，都为锂离子电池的性能提升提供了可能。
锂离子电池的发展历程是一部不断突破技术瓶颈、追求性能提升的历史。
锂亚电池在实际应用中的电压滞后问题及其解决办法研究
锂亚电池在实际应用中的电压滞后问题及其解决办法研究武汉昊诚能源科技有限公司夏青陈林摘要摘要：：介绍了锂亚硫酰氯电池的工作原理，在实际应用中的电压滞后问题、原因及解决办法。
关键词：锂亚硫酰氯电池；锂亚电池；滞后。
前言：自上世纪70年代美国GTE公司开始研制锂亚硫酰氯电池以来，这种目前世界上实际得到应用的电池当中比能量最高的电池已经诞生了近40年，美国、法国、以色列、日本、韩国和中国等国均有众多成熟的生产厂家。
锂亚硫酰氯（Li-SOCl2)电池简称锂亚电池，正极材料是亚硫酰氯（SOCl2），同时也是电解液，负极材料为金属锂（Li），其具有如下典型优点：1、比能量高：一般可达420Wh/Kg，低速率放电时最高达650Wh/Kg；2、单体电池电压高：单只电池开路电压为3.65V，以1mA/cm2的电流密度放电时电压可保持在3.3V；3、工作电压平稳：以常规电流放电时90%以上的容量都可以在几乎不变的电压平台上放出；4、使用温度范围宽：能够在-40~85℃的温度区间工作；5、使用寿命长：由于其特殊的化学特性，锂亚电池的年自放电率不到1%，加上采用不锈钢外壳和氩弧焊接或者激光焊接的全密封封装方式，储存性能非常优异，在电性能许可的范围内使用寿命可以达到10年以上。
正是由于锂亚电池具备以上多种优势，其被广泛应用于智能水表，电表，燃气表和其他低功耗工业设备中。
但是在实际应用中锂亚电池也存在较为突出的问题——“电压滞后”，即电池在极其微小电流使用或者静置储存一段时间后，当突然需要一个较大的工作电流时，电池的电压下降得相当厉害甚至降到设备的工作电压之下，导致电池无法供设备正常使用，经过放电激活处理后电池又恢复正常，这种现象我们称之为滞后现象。
滞后现象在锂亚电池的实际应用中非常普遍，这个问题在各电池公司的客户投诉中占有相当的比例，一直困扰着广大的锂亚电池用户和生产厂家，本文主要从锂亚电池的原理方面阐述锂亚电池出现滞后的原因，以及探讨解决这一问题的办法。
全固态锂电池技术的研究现状与展望
全固态锂电池技术的研究现状与展望一、本文概述随着全球能源需求的日益增长和环境保护压力的持续增大，新型高能量密度、长寿命、高安全性的电池技术已成为研究热点。
全固态锂电池（SSLIBs）因其具备高能量密度、快速充电、长寿命和低安全风险等优势，成为了电池技术领域的一颗新星。
本文旨在对全固态锂电池技术的研究现状进行全面的综述，并展望其未来的发展趋势。
我们将从全固态锂电池的基本原理、关键材料、制造工艺、性能评估以及应用前景等方面进行深入探讨，以期为相关研究和产业化提供有价值的参考。
我们也将关注全固态锂电池技术面临的挑战和可能的解决方案，以期推动这一领域的持续发展和进步。
二、全固态锂电池技术的研究现状近年来，全固态锂电池技术的研究取得了显著的进展，成为了电池科技领域的研究热点。
固态电解质作为全固态锂电池的核心组件，其材料选择和性能优化成为了研究的重点。
目前，固态电解质主要分为硫化物、氯化物和氧化物三大类。
硫化物电解质具有较高的离子电导率，但机械强度较低；氯化物电解质离子电导率高且稳定性好，但制备工艺复杂；氧化物电解质则以其高机械强度和化学稳定性受到广泛关注。
在电池结构方面，全固态锂电池采用了多层结构和纳米结构设计，以提高电池的性能和安全性。
多层结构通过在电解质和正负极之间引入额外的隔离层，防止了锂枝晶的形成和电解质的降解。
纳米结构设计则通过减小电解质和正负极的粒径，增加活性物质的接触面积，从而提高电池的容量和能量密度。
在制备工艺方面，研究者们不断探索新的制备技术，如高温固相法、溶液法、熔融盐法等，以制备出性能优异的固态电解质和全固态锂电池。
同时，研究者们还关注于提高电池的生产效率和降低成本，以实现全固态锂电池的商业化应用。
然而，尽管全固态锂电池技术取得了显著的进展，但仍面临一些挑战和问题。
固态电解质的离子电导率相比液态电解质仍较低，影响了电池的倍率性能。
固态电解质与正负极之间的界面电阻较大，降低了电池的能量效率。
锂电池SOC研究综述
锂电池 ＳＯＣ研究综述
刘 博 鑫 李 军
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电池SOC估算方法的研究现状
电池SOC估算方法的研究现状电池的SOC（State of Charge）估算方法是电动汽车领域一个重要的研究课题。
准确地估算电池的SOC可以帮助车辆管理系统进行合理的能量管理，提高电池的使用寿命和电动汽车的续航里程。
目前，有多种电池SOC估算方法在学术界和实际应用中得到了广泛的研究和应用。
一种常用的电池SOC估算方法是基于电池内阻的估算方法。
电池内阻是指电池在工作过程中因化学、电学和热学耗散引起的能量损失，它与电池SOC之间存在着一定的关系。
通过测量电池内阻，可以推算出电池的SOC。
这种方法的优点是简单易行且成本低廉，但其准确度较低，精度有待提高。
另一种常用的电池SOC估算方法是基于电池开路电压的估算方法。
电池开路电压可以直接测量得到，而且与电池SOC之间存在着明显的线性关系。
所以通过测量电池开路电压，可以准确地估算电池的SOC。
这种方法的优点是简单易行且精确度较高，但其缺点是对电池的内部特性要求较高，适用性有限。
此外，还有基于电池容量的估算方法。
电池容量是指电池能够存储的电能量的大小，通常以安时（Ah）为单位。
通过测量电池的充放电容量，可以计算出电池的SOC。
这种方法的优点是准确度较高且相对稳定，但其需要周期性进行容量校准，对电池的使用要求较为严格。
另外，还有基于电池电压和电流的估算方法。
通过测量电池的电压和电流，可以得到电池的功率变化情况，从而推算出电池的SOC。
这种方法的优点是实时性好且较为准确，但其需要对电池的电压和电流进行较为精确的测量，并结合电池的特性进行修正。
综上所述，目前电池SOC估算方法已经取得了一定的进展，但仍存在一些挑战和问题。
首先，电池的SOC估算是一个复杂的非线性问题，需要结合电池的化学、电学和热学特性进行综合分析。
其次，电池的SOC估算受到环境温度、充放电历史、电流变化等多种因素的影响，需要建立准确的模型进行修正。
最后，电池的SOC估算需要实时、准确地获取电池的状态信息，需要建立稳定可靠的电池管理系统。
锂亚硫酰氯电池原理介绍
锂亚硫酰氯电池专题研究★Li/SOCl2电池的优点：1，比能量很大：由于既是溶剂又是正极活性物质，其比能量一般可达420Wh/Kg，低速率放电时最高达650Wh/Kg；2，电压很高：电池开路电压为3.65V，以1mA/cm2，放电时，电压可保持在3.3V，90%的容量范围内电压保持不变；3，比功率大：电池能以10mA/cm2或更高电流密度放电；4，电压精度高：常温中等电流密度放电时放电曲线极为平坦；5，高低温性能好：一般可在-40—50℃内正常工作，甚至在-50—150℃内也能工作；-40℃时的容量约为常温容量的50%；6，贮存性能好：一般可湿搁置5年或更长时间；7，全密封设计；8，电池无内压：开始时无内压，直到放电终了时，才出现一定的压力。
★Li/SOCl2电池的缺点：1，电压滞后：在长期常温或常温贮存后，再以较大电流放电时，工作电压急剧下降，然后缓慢回复到正常2，安全性问题：尽管采取了某些措施，仍有可能在放电态贮存，高温放电时发生无法控制的热量噴发而发生爆炸3，价格较贵4，环境污染：SOCl2吸水后分解成盐酸和二氧化硫，腐蚀性极强，所以生产地点必须通风良好★SOCl2（Thionyl Chloride）的性质：SOCl2是一种液态的共价无机化合物，它在电池中既作为正极反应物，又作为电解质溶液中的溶剂。
SOCl2是一种淡黄色至红色液体，密度1.638，沸点78.8℃，熔点-105℃。
能与苯，氯仿，四氯化碳等混溶，在水中分解而成亚硫酸和盐酸，受热分解而成为二氧化硫，氯气和一氧氯化硫，可由二氯化硫与三氧化硫作用而成，常温下为液态。
★Li/SOCl2电池工作原理：Li/SOCl2电池以锂为负极，碳作为正极，无水四氯铝酸锂（LiAlCl4）的SOCl2溶液为电解液，SOCl2又是正极活性物质。
采用聚丙烯毡或玻璃纤维纸作为隔膜，其开路电压为3.65V，电池体系可用下式表示：Li/LiACl4-SOCl2/C负极：4Li=4Li+ +4e 正极：2SOCL2 +4e=2SO2 +4Cl- 2SO→←（SO）2 （SO）2→←S+SO2电池总反应：4Li + 2SOCl2→4LiCl + S + SO2SO2全部溶解于SOCl2中，S大量析出，沉积在正极碳黑中，LiCl 是不溶的。
锂_硫电池的研究现状_问题及挑战
第28卷 第11期 无 机 材 料 学 报Vol. 28No. 112013年11月Journal of Inorganic Materials Nov., 2013收稿日期: 2013-08-07; 收到修改稿日期: 2013-08-17基金项目: 国家自然科学基金 (51072083); 国家863计划(2011AA11A256)National Natural Science Foundation of China (51072083); 863 Program (2011AA11A256)作者简介: 胡菁菁(1988−), 女, 博士研究生. E-mail: hujingjing@ 文章编号: 1000-324X(2013)11-1181-06 DOI: 10.3724/SP.J.1077.2013.13387锂/硫电池的研究现状、问题及挑战胡菁菁, 李国然, 高学平(南开大学 新能源材料化学研究所, 天津300071)摘 要: 锂/硫电池是以金属锂为负极、单质硫为正极而构筑的二次电池体系。
锂/硫电池具有高的理论能量密度 (2600 Wh/kg), 成为最具发展潜力的高能化学电源体系。
但这种基于溶解−沉积反应的锂/硫电池体系仍面临一些无法避免的问题, 包括金属锂负极的显著结构变化、硫正极材料存在的活性物质利用率低和循环性能差等缺点, 制约了锂/硫电池的发展。
本文结合近年来关于锂/硫电池的突破进展, 简要阐述了锂/硫电池的研究现状、问题及面临的挑战。
关 键 词: 锂硫电池; 硫; 锂; 电解液; 复合材料; 综述 中图分类号: O646 文献标识码: ACurrent Status, Problems and Challenges in Lithium-sulfur BatteriesHU Jing-Jing, LI Guo-Ran, GAO Xue-Ping(Institute of New Energy Material Chemistry, Nankai University, Tianjin 300071, China)Abstract: Lithium-sulfur battery, fabricated with metal lithium as anode and sulfur as cathode, has received moreattention as the most promising high energy power sources due to its high theoretical energy density (2600 Wh/kg). However, there are some serious and unavoidable problems for lithium-sulfur battery based on the dissolu-tion-deposition processes in organic electrolyte, including serious structure change of metallic lithium anode, the lower utilization and poor cycle performance of active materials, which become a big barrier for the research and development of lithium-sulfur battery. The current status, problems and challenges of lithium-sulfur battery are summarized, including the sulfur-based cathode composites, electrolyte and lithium anode.Key words: lithium-sulfur battery; sulfur; lithium; electrolyte; composite; review面对新能源技术的飞速发展, 特别是随着智能通讯和电动汽车领域的潜在市场需求, 发展具有更高能量密度的二次电池体系的任务十分迫切。
电池SOC估算方法的研究现状
NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车时代汽车 电池SOC估算方法的研究现状黄煜 朱立宗广西生态工程职业技术学院 汽车与信息工程学院 广西柳州市 545004摘 要： 如今，锂离子电池已成为新能源产业和SOC的研究重点。
在锂离子电池研究中，电池容量估算和计算是其中的重点研究之一。
SOC直接关系到锂离子电池使用的效率和安全性，正确的SOC估算和计算方法不仅可以增加锂离子电池工作的安全性，并延长锂离子电池的使用寿命[1]。
相反而言，不合适的SOC估算和计算方法不仅会加速电池的老化，而且会带来电池爆炸和燃烧的危险，危害使用者的生命和财产安全。
因此，本文对各种SOC估计和计算方法进行研究，以获得更成熟和广泛使用的电池SOC估计和计算方法。
关键词：电池SOC 估计和计算 BP神经网络1 SOC介绍SOC定义为电池的当前容量，以其额定容量表示。
SOC可表征当前电池的状态，并以适合电池寿命的水平进行电池管理，对电池进行安全的充放电[2]。
因此，SOC有助于电池的管理。
但是，SOC不能通过直接测量得到，因为它涉及到电池电压，电流，温度等的测量，以及与电池有关的其他信息，直接获得非常困难。
SOC的准确估算是为了防止电池损坏，同时避免电池过度充电、放电加速电池老化。
常规SOC估算使用库仑计数法，此方法存在误差累积故障导致估算不准确。
除此之外，电池有限的电池效率、需要的化学反应、不同的充放电条件以及放置地方温度的变化都会影响SOC估算。
2 SOC估计方法锂离子电池的SOC通过检测和重新处理锂离子电池来估算和计算参数，例如电池的电压，电流和温度。
以下是常用的SOC估计和计算方法：2.1 安培小时积分法安培小时积分法是最简单的原理，也是应用最广泛的算法。
它基于对当前状态的不间断测试和集成来推断电池释放或吸收多少电量，从而获得电池的SOC值。
安培小时积分法的主要缺点包括三个方面[3]：1.电流需求的检测频率和精度要求很高，否则会导致积分误差和累积误差的增加；2.电池的充放电效率与电池的SOC值，电流，温度，老化，电阻率的变化，寿命有关，难以精确测量，导致SOC估计误差越来越大。
Li-SOCl2电池性能研究现状
Li/SOCl2电池性能研究现状2011年06月30日作者：中发王庆杰云朋单香丽来源：《化学与物理电源系统》总第22期编辑：伟摘要：Li/SOCl2电池是目前已实现的化学电源中比能量最高的电化学体系，具有工作电压高、贮存寿命长、工作温度围宽、成本低等优点。
该电池体系存在的电压滞后和安全性问题影响了它的广泛应用。
本文对近几十年来Li/SOCl2电池的电压滞后和安全性能方面的研究状况进行了综述。
1前言目前，在实际应用的化学电源体系中，锂/亚硫酰氯（Li/SOCl2）电池是比能量最高的化学电源体系，其理论值为1400Wh/Kg,实际电池可达660Wh/Kg。
此外，这一体系还具有一系列显著优点。
如工作电压高（>3V）；输出电压平稳；工作温度围宽（-40—70℃）；湿荷电贮存寿命长（5～10年）；高速率放电性能好；成本低；使用维护方便等。
这些特点使Li/SOCl2电池成为航空、航天、军工、电子等行业的理想电源。
Li/SOCl2电池存在两个突出的问题——电压滞后和安全性能不好的问题，从而限制了这一电源体系在军事和民用领域更广泛的应用。
本文对近几十年来有关Li/SOCl2电池电滞后和安全性能方面研究状况进行了综述。
2电池原理与结构Li/SOCl2电池采用(－) Li┃LiAlCl4 / SOCl2┃C（＋）电化学体系。
负极活性物质是金属锂（Li），正极活性物质是亚硫酰氯（SOCl2），碳（C）电极既作为SOCl2的还原载体同时也是固体放电产物的容器，电解液由四氯铝酸锂（LiAlCl4）的SOCl2溶液组成。
Li/SOCl2电池属无机电解质、液体正极的锂原电池，电池的反应方程式如下：负极：Li → Li＋＋e正极：2SOCl2 ＋4e→ SO2↑＋S↓＋4Cl－总反应：4Li ＋2SOCl2 → SO2↑＋S↓＋4LiCl↓与任何化学电源一样，Li/SOCl2电池也主要由（正、负）电极、隔膜、电解液、电池壳等四部分组成。
(锂-亚硫酰氯)电池
（锂-亚硫酰氯）电池锂-亚硫酰氯电池（Lithium Thionyl Chloride battery）是一种非充电电池，在工业、军事、航空航天、医疗等领域广泛应用。
它的电化学反应为：2Li+SOCl2=Li2S+Cl2↑。
亚硫酰氯（SOCl2）是一种极强的电负性化合物，可与锂离子（Li+）发生反应生成硫酰氯离子（LiCl）和亚硫酰离子（SO）。
两者再进一步反应生成硫酰氯离子（SOCl2）和锂离子（Li+）。
这个反应具有高电压、高能量密度、低自放电、宽工作温度范围、长工作寿命等优点。
锂-亚硫酰氯电池电压高，一般为3.6V。
它的能量密度为350Wh/kg，比铅酸电池高5倍左右，比镍镉电池高2.5倍左右。
同时，它的自放电率非常低，储存能力强，可以保存5年以上。
而且，它还具有很好的耐温性能，在-55℃~+85℃范围内仍然有很好的性能表现。
这些特性使它成为一个性能优良的电池。
锂-亚硫酰氯电池在航空航天领域得到广泛应用。
在宇航器、卫星和飞行器上，由于空间宝贵而且航行条件苛刻，一般使用最轻、最小、最耐高温和低温的LTC电池。
因为它被广泛应用于空间技术，被人们称为“宇宙电池”。
除了航空航天领域，锂-亚硫酰氯电池在工业、军事、医疗等领域也有广泛应用。
在石油、化工、核电等领域，锂-亚硫酰氯电池常常作为控制系统、安全设备以及电子仪器的电源。
在医疗设备方面，锂-亚硫酰氯电池在人工心脏、除颤器、心脏起搏器等医疗设备方面有广泛应用。
锂-亚硫酰氯电池在使用过程中需要注意，因为它的内部电压高，一旦接错极性，就会导致严重的电池泄漏等问题。
因此，在操作中，应按正确的极性操作，不要过度充电和过度放电。
总之，锂-亚硫酰氯电池是一种性能优良、应用广泛的电池，随着科技不断进步，它的应用范围将不断扩大，并得到更广泛的应用。
Li_SOCl_2电池中添加剂对SOCl_2反应催化作用的研究进展
M2 Pc·SOCl + e→M2 Pc + 0. 5S + 0. 5SO2 + Cl-
（ 7）
而 SOCl2 与催化剂键合作用的强弱取决于配
第4 期
刘 为等： Li / SOCl2 电池中添加剂对 SOCl2 反应催化作用的研究进展
397
合物的中心金属离子及配体类型。许占位等［17］认 为，中心金属 离 子 的 电 子 构 型 对 配 合 物 的 催 化 活 性有很大影 响，只 有 当 加 合 物 的 生 成 反 应 及 其 得 电子反应容易进行时，才表现出较好的催化活性。 关于反应的活性中心，车兔林［18］认为 Mn2 + ，Fe2 + ， Co2 + 酞菁配合物催化活性较好，是由于 SOCl2 还原 过程发生在中心金属离子上； Cu2 + 酞菁配合物催 化活性较 弱，是 由 于 活 性 中 心 在 酞 菁 环 上。 配 体 上引入取代基也能影响配合物的催化活性［19］，引 入供电子基 团 能 提 高 酞 菁 环 上 的 电 子 云 密 度，易 与亲电试剂 SOCl2 形成加合物，促进 SOCl2 的还原； 反之，引 入 吸 电 子 基 团，环 上 电 子 云 密 度 降 低， SOCl2 的还原受阻。另一方面，文献［20］表明在碳正 极中加入酞菁配合物后 LiCl 膜的紧密度降低，因 此推测酞菁配合物对 Li + 有吸附配位作用，导致 LiCl 沉积时发生晶格错乱，LiCl 膜变得疏松，从而 减小液相扩 散 阻 抗 和 电 子 转 移 阻 抗，提 高 电 池 电 压。
骤如下：
SOCl2 + e→SOCl· + Cl-· + Cl-
（ 3）
SO·→SO2 + S
Li／SoCl2电池设计最近的改进
Li／SoCl2电池设计最近的改进
侯雨风;李明慧
【期刊名称】《电源技术》
【年(卷),期】1990(000)002
【总页数】4页(P27-30)
【作者】侯雨风;李明慧
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TM911.14
【相关文献】
1.Li-B合金用作Li/SOCl2电池负极材料 [J], 魏俊华;谭思平;戴长松;尹鸽平
2.SOCl2中水份含量的红外光谱法测定及水对Li／AlCl3—SOCl2／C... [J], 谢剑;朱松然
3.Li/SOCl2电池中添加剂对SOCl2反应催化作用的研究进展 [J], 刘为;王圣平
4.酞菁和卟啉类配合物在Li/SOCl2电池中的应用研究进展 [J], 卢新生;李娜;孙万军;李榕
5.电池设计对LiFePO_4/Li_4Ti_5O_(12)体系的影响 [J], 张艳霞;王玲利;王双双;王晨旭;谢佳
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锂-亚硫酰氯电池及其制备方法分析
锂-亚硫酰氯电池及其制备方法分析摘要：本文介绍了一种锂-亚硫酰氯电池及其制备工艺，围绕锂-亚硫酰氯电池的制备背景，同时在研究中详细阐述了该电池的基本架构、制备工艺方案以及技术先进性等。
从本文的研究可知，本文所介绍的锂-亚硫酰氯电池制备工艺在技术上具有可行性，其工艺成熟可靠，具有先进性。
关键词：锂-亚硫酰氯电池；制备工艺；脉冲能力前言：锂-亚硫酰氯电池又被称为Li/SOCl2电池，与常规电池相比具有高比能量以及存储寿命长等优点，近些年在市场上的应用前景广阔。
但是在长期使用中锂-亚硫酰氯电池也出现质量问题，如激活时间过长或者明显钝化等。
所以为了解决上述问题，则需要寻找一种新的制备工艺，这也是本文研究的主要目的。
1.锂-亚硫酰氯电池的制备背景分析现阶段锂-亚硫酰氯电池的比能量达到了680Wh/kg，其极低年自放电率小于等于0.5%，该电池的工作温度范围为-60℃～＋85℃，与常规电池相比，锂-亚硫酰氯电池的安全性更高，在智能表计、ETC以及石油钻井等行业有广泛应用前景。
未来锂-亚硫酰氯电池的应用范围进一步拓展，为了能够顺应未来各行业发展要求，在电池研发中应寻找一种有助于控制成本且脉冲更高、稳定性更强的电池。
在这一背景下，锂-亚硫酰氯电池的研发与组装过程主要包括以下几个方面：（1）在正极组装中。
现阶段大部分电池在制备中选择的颗粒正极为2-4mm，经下料机将颗粒做多次下料后，最终将其压实在钢壳中，这个制备过程存在明显弊端，主要表现为：颗粒正极的静电作用强，若在制备过程中无法做好现场质量控制，则在下料压实期间会导致正极飞出壳外；或者材料夹杂在隔膜片或者负极中，严重情况下可能导致电池短路，影响其性能；或者因为分多次下料炭包内部而导致断层，最终导致压实密度分布不均匀，影响电池性能。
（2）从集流方式来看，现阶段主流电池结构的集流方式主要是在单镍针上焊接集流网的焊接工艺，或者经一体化弯曲集流网实现集流。
这种工艺存在明显不足，一方面该工艺的加工过程过于繁琐，在制备过程中会增加质量问题发生率，如焊接过程中的质量风险等，这种工艺难以顺应自动化生产要求[1]。
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Li/SOCl2电池性能研究现状2011年06月30日作者：杨中发王庆杰张云朋单香丽来源：《化学与物理电源系统》总第22期编辑：孙伟摘要：Li/SOCl2电池是目前已实现的化学电源中比能量最高的电化学体系，具有工作电压高、贮存寿命长、工作温度范围宽、成本低等优点。
该电池体系存在的电压滞后和安全性问题影响了它的广泛应用。
本文对近几十年来Li/SOCl2电池的电压滞后和安全性能方面的研究状况进行了综述。
1前言目前，在实际应用的化学电源体系中，锂/亚硫酰氯（Li/SOCl2）电池是比能量最高的化学电源体系，其理论值为1400Wh/Kg,实际电池可达660Wh/Kg。
此外，这一体系还具有一系列显著优点。
如工作电压高（>3V）；输出电压平稳；工作温度范围宽（-40—70℃）；湿荷电贮存寿命长（5～10年）；高速率放电性能好；成本低；使用维护方便等。
这些特点使Li/SOCl2电池成为航空、航天、军工、电子等行业的理想电源。
Li/SOCl2电池存在两个突出的问题——电压滞后和安全性能不好的问题，从而限制了这一电源体系在军事和民用领域更广泛的应用。
本文对近几十年来有关Li/SOCl2电池电滞后和安全性能方面研究状况进行了综述。
2电池原理与结构Li/SOCl2电池采用(－) Li┃LiAlCl4 / SOCl2┃C（＋）电化学体系。
负极活性物质是金属锂（Li），正极活性物质是亚硫酰氯（SOCl2），碳（C）电极既作为SOCl2的还原载体同时也是固体放电产物的容器，电解液由四氯铝酸锂（LiAlCl4）的SOCl2溶液组成。
Li/SOCl2电池属无机电解质、液体正极的锂原电池，电池的反应方程式如下：负极：Li →Li＋＋e正极：2SOCl2 ＋4e→SO2↑＋S↓＋4Cl－总反应：4Li ＋2SOCl2 →SO2↑＋S↓＋4LiCl↓与任何化学电源一样，Li/SOCl2电池也主要由（正、负）电极、隔膜、电解液、电池壳等四部分组成。
其中负极由金属锂与镍或不锈钢质导电网栅组成，正极由碳膜与镍或不锈钢质导电网栅组成，隔膜为玻璃纤维膜或聚四氟乙烯微孔膜。
电池壳则由壳体与带有“M—g”烧结件的接线柱和安全阀的电池盖组件组成。
3电池性能研究状况3.1 电压滞后电池放电初期，电压低于额定值，随着放电时间的延长，电压渐渐回升，这种现象称为“电压滞后”现象。
由于金属锂电极上形成了一层保护膜即SEI（固体电解质中间相）膜，导致Li/SOCl2电池存在比较严重的电压滞后问题。
SEI钝化膜的存在不仅妨碍金属锂正常电极反应，还阻碍了电解液的渗透、扩散以至于影响和减缓了整个电极反应的传质过程。
因此，在放电初期，尤其是低温或高速率放电的起始阶段，SEI膜的存在使得锂电池在开始放电时存在着明显的电压滞后现象。
Li/SOCl2电池长时间高温储存后进行放电都可以观察到电压滞后现象，特别是在大电流低温放电时，这种现象更为突出。
为了解决Li/SOCl2电池的电压滞后的问题，不少学者进行了大量研究。
刘效疆探讨了Li/SOCl2电池电压滞后形成机理，以及金属Li在LiAlCl4 / SOCl2电解液中表面膜层的生长机理并提出了几种解决Li/SOCl2电池电压滞后问题的方法。
通过对电解液中锂表面研究，得出锂电极表面形成的致密的氯化锂结晶膜是导致Li/SOCl2电池电压滞后的主要原因。
提出通过减小电解液浓度，加二氧化硫添加剂，对锂箔进行预处理等方法可以减小电压滞后问题。
马永敬分析了Li/SOCl2电池产生电压滞后的原因，并且提出一些解决电压滞后问题的办法。
Li/SOCl2电池电压滞后时间与由LiCl构成的带有微量硫等成分的膜的厚度有关，膜越厚，电压滞后的时间就越长。
在一般情况下，膜的厚度不足以阻止电化学氧化，但作为电解质盐所必需的铝，它会电镀到锂阳极上，即在这种合金上发生溶剂的还原而引起膜的增长和电压滞后。
膜的形成和过度增长与金属锂和电解质反应物，电解质盐中的铝和Li负极生成的合金，铁等金属离子的存在有关。
提出通过在电解质溶液中加入能减少锂与电解质之间反应的添加剂；用其它适宜的电解质盐来取代含铝电解质盐；避免铁离子的存在和产生来解决电压滞后问题。
肖顺华研究了LiAlCl4浓度、SO2浓度及SO2回流时间3个因素对锂亚硫酰氯电池电压滞后的影响。
通过对电解液中LiAlCl4含量的对比实验得出，LiAlCl4含量高时电池放电容量高，电压滞后也较明显。
浓度为1.2mol.L-1时电池电压滞后较小，并且放电容量也较高；加入添加剂SO2对电池的电压滞后有很大的改善，加入SO2质量分数在6%左右效果最佳，对比SO2加入电解液中的回流时间，得出控制回流时间在3－5小时即可，增大回流时间对放电影响不明显。
王圣平等将微波技术应用于Li/ SOCl2电池的正极成型工艺中。
通过控制微波功率、加工时间及调整PTFE 乳液的用量，制成含有合适孔率、孔径的碳正极,并组装成实验电池。
电池测试结果表明利用微波技术加工Li/ SOCl2 电池碳正极的成型工艺, 可改善电池的大电流、低温和电压滞后等性能。
A.N.Dey揭示了Li/SOCl2 电池锂负极钝化膜厚度与电压滞后的关系。
采用SEM分别在25℃，45℃，55℃，77℃，85℃环境温度下观测Li/SOCl2 电池锂负极钝化膜生长和形貌。
结果表明锂电极表面覆盖的LiCl晶体膜，导致了Li/SOCl2 电池电压滞后。
这层晶体膜是由金属Li与LiAlCl4－SOCl2之间化学反应形成的，膜的厚度与储存时间与温度有关。
A.J.Hills指出负极和电解液的纯度是控制电压滞后的一个重要影响因素。
电解液中杂质离子的存在会加快负极表面膜的生长速率和厚度，从而增加了电压滞后时间。
C.Schaikjer等对丁子香硼酸锂化合物作为Li/SOCl2电池电解液添加剂进行研究。
结果表明LiAlCl4-SOCl2电解液中加入添加剂丁子香硼酸锂化合物，有助于减弱金属锂负极的钝化，从而有助于减小高温下储存电池起动时产生的电压滞后现象。
实验中使用这类盐做电解液添加剂的Li/ SOCl2电池,在冷却到－60℃时,没有发现电压滞后或其他异常现象,但Li/ SOCl2 电池的高倍率放电性能受到限制。
T.Ohsak在电解液中含有与不含有PVC添加剂的LiAlCl4-SOCl2中，观察到锂电极表面双层膜的存在：一层为紧贴着锂的致密、坚实的膜，另一层为与电解质溶液松弛连接的晶体。
该两层膜的厚度与有无添加剂有关，即含有PVC的样品长出最薄的膜，而无PVC的样品长出很厚的膜。
研究结果表明PVC，VC-VOC添加剂有利于减少电池电压滞后时间，PVC不会加速锂负极的腐蚀和容量的损失。
K.M.Abrahan 研究了聚合物保护锂负极对减轻电压滞后的作用。
分别用MEP、PEO、PEGDA包覆锂负极制备实验电池，在70℃贮存两星期后的放电结果表明聚合物包覆锂负极能大大减少电压滞后时间。
Kwang-il Chung 等通过在Li/ SOCl2 电池上并联一个电化学电容器来清除电压滞后现象。
实验用几种电化学测试技术研究了这种混合电池，结果表明在高倍率放电情况下，电化学电容器作为一个大电流缓冲器，可消除电压滞后现象。
大量研究结果表明引起电压滞后的原因是Li/SOCl2电池的锂负极上形成了一层保护膜即SEI（固体电解质中间相）膜所致。
但我们也应该看到，正是因为金属锂表面形成了一层厚而致密的SEI钝化膜，才保护了锂电极的表面，避免了金属锂的进一步氧化、腐蚀，从而使锂电池具有极其优异的储存性能。
由此可见，Li/SOCl2电池的电压滞后与其优良的贮存性能是一个问题的对立、矛盾又互相依靠、统一的两个方面。
不过，Li/SOCl2电池的电压滞后现象可以通过改变电解质盐浓度、在电解液中使用某些添加剂、改进电解质溶液组成、负极保护等优化措施加以改善。
经过电化学家们的不断探索和努力，对于解决一般情况下的电压滞后现象已经取得了明显的进展。
3.2安全性能Li/SOCl2电池在大电流放电过程中特别是过放电反极条件下可能出现胀裂、热失控、甚至发生剧烈爆炸，造成环境污染和人员伤亡。
安全问题使得这一电源体系的广泛应用受到限制。
为了弄清和解决这一问题，国内外许多电源和电化学工作者作了大量艰苦细致工作，力图找到造成Li/SOCl2电池不安全行为的内部原因和引发条件。
目前对Li/SOCl2电池安全性的研究主要集中在两方面：一是从宏观上观察和测量电池放电过程的温度、压力等物理参数的变化规律，提出合理的数学模型，预测电池在一定工作条件下的温度分布和压力变化情况，以此为依据对电池的制造工艺加以改进来保证电池在一定条件下的安全性能；二是从电池体系的化学反应过程入手，深入研究电池放电过程的化学变化，检测电化学反应的中间产物和最终产物，以期了解电池反应过程细节，找出导致电池发生不安全行为的危险物质及其反应机理。
卢国琦等分析了Li/SOCl2电池在使用、试验过程中发生泄漏、爆炸的原因，一方面是电池过热引起热失控及电池内压升高；另一方面是Cl2O等爆炸性中间产物生成导致电池不安全行为发生。
论述了Li/SOCl2电池放电反应产物、化学反应产物和杂质带来的危害，并指出在不同条件下防止Li/SOCl2电池发生泄漏、爆炸等不安全行为的方法。
首先严格控制电池的工艺，保持电池密封防止水分与氮的渗入；其次在电池中加入添加剂；采用锂负极限容设计电池；安装安全阀以泄气降压；采用反向分流装置防止过放电等。
于广锋等针对锂亚硫酰氯电池的安全问题，对Li/SOCl2电池的发热机理进行分析,介绍了电池热物理参数测量的方法,电池的被动热控、热开关、对流式主动热控、相变热控方式研究状况。
通过测量电池热物理参数可以发现，电池结构设计与材料选择对热物理参数影响很大，而热物理参数直接关系到电池热特性，影响到电池热控制方式的选择和效果。
进行电池结构优化，开发新材料，进行能量综合利用，可以大大提高电池安全性；同时进行数值模拟对电池组设计有重要意义。
为了解决Li/SOCl2电池安全问题，需要建立合理的电池－电－化学耦合的数学模型，深入了解电池的发热机理，测量电池热物理参数并改进电池热特性，优化电池结构设计，研制新材料，合理选择热控制措施等。
宇野恭二以高倍率放电的卷式GL3360H(D型) Li/SOCl2电池安全性为目的，对各种恶劣条件下进行试验。
结果表明实际使用电池，因装备了防止过高温升、过电流的保护元件，以及防止过放电、反极的二极管，即使在大电流放电、过放电及充电等恶劣的电气条件下，电池不会发生导常情况；在以压坏电池及针刺等恶劣的物理条件和高温条件下，利用保护元件不能防止异常情况发生。
为了安全使用Li/SOCl2电池必须避免电池投入火中、接近热源等高温状态和强烈的冲击或施加外力引起变形、破损等恶劣状况。