外部火烧与加热片触发磷酸铁锂电池热失控特性对比研究 | 热安全团队

真实火灾场景中，锂电池可能遭遇不同类型的热滥用。外部火烧模拟的是电池被外部火焰炙烤的情况（如车辆火灾），而加热片加热模拟的则是局部过热或相邻电池热传导引发的热失控。这两种触发方式对电池热失控行为的影响有何不同？了解其中的差异对消防策略的制定至关重要。

热安全团队（thermsafe.cn）关注到一项专门针对热滥用触发方式对比的系统研究。研究以20Ah铝壳方形磷酸铁锂电池单体为对象，分别采用外部火烧和加热片加热两种方式触发热失控，全面测量了热失控过程中的表面温度、电压变化、喷发行为和关键时间特征点。

两种触发方式下，电池都经历了两次喷发现象，但表现形式存在本质差异。外部火烧实验中出现了明显的射流火——高温气体和电解液蒸气从安全阀高速喷出并剧烈燃烧，形成具有方向性的火焰射流。而加热片触发方式下，电池仅喷出大量白色电解液蒸气和混合可燃气体，未形成明显射流火。这一差异源于外部火烧提供了充足的点火源和氧气，使喷出的可燃气体立即被点燃。

时序特征同样呈现显著差异。外部火烧触发方式下，热失控触发时间为840秒，最大升温速率达到18.80℃/秒。与加热片触发方式相比，外部火烧的触发时间延后了540秒，但一旦触发，升温速率却高出7.90℃/秒。这说明外部火焰虽然需要更长时间才能传导至电池内部，但积聚的热量更多，一旦突破阈值，反应更为剧烈。

两种方式下电池热失控的表面最高温度及质量损失变化差异不大，这表明热失控的本质——SEI膜分解、正负极与电解液反应——并不因触发方式不同而改变，改变的只是触发路径和反应烈度的时序特征。

热安全团队（thermsafe.cn）指出，这项研究对消防安全设计具有重要指导意义。面对外部火烧场景，应优先考虑隔热防护以延缓热失控触发时间，为人员撤离和消防响应争取窗口；面对内部过热传导场景，则应重点关注早期温度监测和快速冷却响应，因为触发时间更短。两种场景的消防策略应当差异化设计，这为锂电池应用场景的安全防护提供了更精细化的技术依据。