从当前的道路车辆到未来的电动飞机，储能系统的安全性和可靠性对于电池应用至关重要。在进入市场之前，所有电池系统都经过彻底的审查和认证，以确认它们在常规和极端条件下都能安全运行，包括温度波动、重复充电和放电以及全方位的驾驶循环。

“为确保电池安全NREL 电化学储能小组高级科学家 Donal Finegan 表示：“制造商必须设计能够在最坏情况下降低风险的电池系统。”单个细胞这种情况很少见，但包含数千个电池的电池组会增加整体风险。

单电池故障导致的极端温度可能导致热失控，引发危险且有毒的火灾，并蔓延到整个电池组。

热安全是国家可再生能源实验室 (NREL) 的核心电池研究。该实验室的科学家提供了电池系统详尽的热特性分析，超越了行业标准的通过/失败认证流程，以了解电池结构在故障之前、期间和之后到底发生了什么。

随着电池需求的持续增长，NREL 专家致力于开发新方法来识别潜在的电池危害并加速全国电池安全研究。

发表的一项研究在自然通讯提供了一种预测热失控行为变化的新技术，该技术借鉴了 NREL 之前的研究成果，该研究发现了电池喷射质量与热量产生之间的相关性。

传统上，热表征依赖于先进的设备和功能（例如分数热失控量热计）来提供确定电池故障期间的热量输出和有效设计安全且轻型电池组所需的精确热测量。

然而，这种设备并未广泛使用，使得这些评估既昂贵又耗时，并阻碍了新电池类型在电池组中的快速采用。

早期创新的更容易实现的流程将使研究人员能够了解潜在电池的风险，并更快地引入优化的电池设计，满足消费者需求实现更快的充电、增加车辆行驶里程并延长使用寿命。

“这项研究提出了一种简化的解决方案，”NREL 的 Paul Gasper 说道，他是期刊文章的合著者，也是 NREL 电化学储能小组的高级科学家。“尽管电池可能发生故障的方式多种多样，但我们的模型显示了某些故障特征之间的相关性。”

NREL 的最新研究成功证明了如何使用简化的低成本测量（例如热失控过程中的喷射质量）来准确预测通常需要昂贵的量热测量的新细胞类型的复杂热行为。

“任何规模的公司都可以使用这种明智的方法，”法恩根说。“尽管我们仍然建议使用热量计进行官方安全测试，但这种方法可以帮助缩小适合您规格的最安全电池选择范围，然后再进入该研究阶段。”

为了设计这个过程，研究人员利用了 NREL 和 NASA 创建的开放访问电池故障数据库中提供的商用锂离子电池的量热测量结果。

作为包含热失控电池信息的最大公共数据库，电池故障数据库提供了训练机器学习模型所需的高质量和可靠的数据，以识别哪些电池类型表现出可预测的故障特征。

这种新方法将使储能创新者能够以最少的费用和精力准确、快速地估计新电池设计的安全风险。

更快、更简单的方法来评估这些热特性将为电池研究界注入新的活力，将制造商和系统设计人员团结起来，实现我们的共同目标，确保用于电气化运输和电网规模存储等应用的下一代电池组的安全性。