电池热失控起始温度测定方法

　　电池热失控起始温度的测定是评估电池安全性的核心环节，目前行业内主要采用加速量热仪(ARC)测试和热箱测试两种方法。其中，ARC测试因其高精度和绝热条件，是获取关键热失控参数的首选方法。

　　加速量热仪(ARC)测试法

　　ARC测试是目前测定电池热失控起始温度精确、权威的方法。它通过“加热-等待-搜索”(Heat-Wait-Seek)模式，在绝热条件下精确捕捉电池从自产热到热失控的全过程。

　　判定标准

　　在ARC测试中，热失控起始温度(T2)有明确的量化定义：

　　内置热电偶： 当电池内部热电偶记录的温升速率连续大于等于1℃/s时，对应的温度即为热失控起始温度。

　　主热电偶： 对于外部主热电偶，当温升速率连续大于等于1℃/s，且该状态持续时间超过3秒时，取中间采样点的温度作为热失控起始温度。

　　测试流程与关键参数

　　加热-等待-搜索： 仪器将电池加热至一个设定温度，然后等待并监测。一旦检测到电池自身放热导致温升，系统便自动进入绝热跟踪模式，记录完整的温升曲线。

　　数据读取： 从测试曲线中可直接获取多个关键安全参数：

　　T1 (自产热起始温度)： 电池开始发生可检测放热反应的温度，是热失控的早期预警信号。

　　T2 (热失控起始温度)： 如上所述，温升速率≥1℃/s的临界点。

　　T3 (z高温度)： 热失控过程中达到的峰值温度。

　　z大温升速率： 反映热失控的剧烈程度。

　　压力变化： 监测电池内部产气导致的压力升高，评估泄压阀触发风险。

　　热箱测试法

　　热箱测试是一种更贴近实际滥用场景的评估方法，常用于验证电池在特定高温环境下的稳定性。

　　测试方法： 将电池置于可编程高温烘箱中，以规定的速率(如5℃/min或10℃/min)加热至目标温度并保持一段时间。

　　判定标准： 通过观察电池是否发生起火、爆炸等失效现象，来间接评估其热稳定性极限和热失控触发温度。

　　特点： 该方法操作相对简单，但无法像ARC那样精确捕捉热失控的起始点和动力学过程，更多用于安全合规性验证。

　　重要影响因素

　　热失控起始温度并非一个固定值，它受多种因素影响，在测试和评估时必须予以考虑：

　　荷电状态 (SOC)： 这是关键的因素。电池的SOC越高，内部蕴含的化学能越多，热失控起始温度(T1和T2)通常越低，热失控也越剧烈。因此，安全测试通常在满充(100% SOC)状态下进行，以评估恶劣情况。

　　电池化学体系： 不同正极材料的电池热稳定性差异显著。例如，磷酸铁锂(LFP)电池的热失控起始温度通常高于三元(NMC)电池。

　　散热条件： 电池的实际散热环境会显著影响其安全边界。研究表明，在自然对流条件下，满充锂离子电池的自加速分解温度(SADT，可理解为安全储存温度上限)约为149.6℃。改善散热可以有效提升电池的安全阈值。

　　测试标准： 行业内存在多种测试标准(如GB/T 36276-2018等)，对测试条件、判定准则有具体规定，需根据应用场景选择合适标准。

来源：网络