应用案例｜180Ah三元半固态锂电池热失控产气测试

当前，大容量半固态锂离子电池凭借高能量密度优势，被认为是破解电动汽车续航里程进一步提升难题的有效解决方案，因而成为电动汽车高端领域的核心候选电源，其大容量特性虽提升了续航与储能能力，但也导致热失控时能量集中释放，产气行为与传统液态电解质电池存在显著差异。目前行业对大容量半固态电池热失控过程中的产气量、产气速率变化规律认知不足，缺乏系统的测试数据支撑，难以精准评估热失控过程释放的能量和产气行为带来的压力冲击、燃爆风险，这一短板制约了其规模化安全应用，因此针对大容量半固态电池进行热失控产气测试，对于认知大容量半固态电池热失控过程动力学和热力学行为，填补半固态电池领域技术空白、破解应用瓶颈，具有十分重要的意义。

本案例使用仰仪科技BAC-800B密闭型电池绝热量热仪对180Ah三元六系半固态电池进行热失控产气测试，准确获取电池热失控过程中的样品温升速率、自发热起始温度、热失控起始温度、热失控最高温度和热孕育时间等关键特征参数，精准分析大容量半固态电池热失控时的产气量与产气速率，揭示大容量半固态电池热失控产气扩散的速度，为电芯封装优化、防爆泄压结构设计、热管理系统升级提供核心数据支撑，同时为行业安全标准制定提供实测依据，降低规模化应用风险，推动大容量半固态电池在高端场景安全落地，最大程度发挥其高能量密度的商业优势。

图1 BAC-800B大型电池绝热量热仪

本次实验利用BAC-800B电池绝热量热仪测试180Ah三元六系半固态锂离子电池绝热热失控产气。在电池表面布置N型热电偶进行测温，利用金属肋条将热电偶固定，确保测试过程中样品热电偶始终与电池保持紧密连接。搭配高频压力传感器采集量热腔内压力数据，实现电池测试过程中电压、温度、压力等多维度监控及分析。

测试结果

图2 180Ah三元六系半固态电池热失控(a)温度&电压-时间曲线、(b)温升速率&压升速率-温度曲线和(c)附加热电偶温度&压力-时间曲线

如图2所示，电池在86.52℃下的自放热温升速率达到了0.02℃/min的T_onset检测阈值，随后在185.19℃达到热失控起始温度T_TR (温升速率60℃/min)，电池发生热失控，随后温度快速升高至>1300℃（N型热电偶熔断），附加热电偶最高温为815.86℃（TC8#）。电池从热失控起始温度（即热失控开始）到达到最高温度（即热失控结束）持续时间不到3s，最大温升速率(dT/dt)_max达到32464.08℃/min。

图3 三元六系半固态电池热失控(a)产气量曲线及(b)产气速率曲线

图2的温度数据及图3的产气速率、产气量数据表明，该大容量半固态电池热失控过程十分剧烈，在不到3s的热失控过程中，温度上升超过1300℃，且释放出大量气体，电池单位容量产气量达2.46L/Ah，最大产气速率达14943.51L/min，容器内最大压升速率达5.25MPa/min。这表明该锂离子电池热失控过程中短时间内能量急剧释放，表现出燃爆过程极强的冲击力。

180Ah三元半固态锂电池热失控视频

结合该电池热失控视频，以上数据与实验现象均直观地反映了大容量半固态锂离子电池热失控的剧烈程度与严重后果。通过上述量化数据和指标，可有效帮助研究人员不断提升半固态锂离子电池的安全防护边界和热管理水平。

通过本次实验，使用仰仪科技BAC-800B绝热量热仪进行大容量半固态锂离子电池热失控测试，展示了大容量半固态锂离子电池热失控的剧烈程度，为提升半固态锂离子电池研究水平提供强有力数据支撑，同时也再次证明仪器可靠的耐压、抗爆性能和广泛的应用范围。

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