锂离子电池典型的短路曲线,该电池具有闭孔隔膜、钴酸锂正极和MCMB负极碳。该电池没有其他的安全装置(比如,电流终端装置和正极温度系数),这些装置通常在隔膜闭孔前工作。一旦电池短路,外部通过一个小的分流电阻器,由于电池中大电流通过电池开始升温。隔膜的闭孔(一般在130℃左右)阻止了电池温度的进一步升高。由于隔膜闭孔导致电池内阻升高,从而使得电流减小。隔膜闭孔有助于电池中的热量散失。
当电池电压被充电控制系统检测不正常或充电池故障时,电池可能会被过充。当这种情况发生时,保持在负极中的锂离子被迁移,更多的锂离子插入到正极中使得电池低于在标准充电条件。如果锂插入负极碳的能力很小,锂金属可能会以树枝晶的状态附着在负极碳的表面,这将导致热稳定性大幅下降。在高充电倍率下,由于输出的焦耳热是根据I2R计算得到的,电池的热量输出会有大幅的升高。温度随着发生在电池内部的几个放热反应升高,这些放热反应包括:锂与电解液之间的反应、正负极的热分解反应、电解液的热分解反应等。当电池的温度达到PE的熔点时,隔膜会发生闭孔。
在单独测试隔膜的性能时,电池的电流中断装置和正温度系数被移除。隔膜闭孔后电池内阻增加,电流减小。一旦由于软化后隔膜的微孔闭合,电池不能继续充放电,热量散失被阻止。在继续过充中,隔膜应该保持它的闭孔特性,阻止电池再次被加热。隔膜也应该保持它的熔融完整性,避免两个电极直接接触。隔膜也应该阻止任何树枝晶刺穿隔膜导致内部短路。在内部短路过程中,如果失效不是在瞬间发生的,隔膜是唯一可以阻止热量散失的安全装置。如果加热速率非常高,会发生瞬间失效,在这种情况下隔膜闭孔也无法阻止热量散失。如果加热速率不是很高,隔膜的闭孔可以有助于控制加热速率并阻止热量散失。