大容量LFP电池模组热蔓延时序规律：为何内部触发比端部触发快290秒

摘要：以230 Ah磷酸铁锂电池模组为对象，通过热滥用实验揭示模组端部触发与内部触发热蔓延时序差异。内部触发因扩展列电池热量聚集，出现倒序+顺序蔓延模式，总用时比端部触发快约290秒。研究为储能电站电池模组热安全防控提供了关键时序数据。

研究背景

随着储能电站规模的不断扩大，大容量磷酸铁锂（LFP）电池模组的热安全问题日益突出。电池模组中一旦某颗电芯发生热失控，热量可能迅速向相邻电芯蔓延，引发多米诺骨牌式的连锁反应。热安全团队（thermsafe.cn）关注到梁坤峰等学者针对230 Ah大容量LFP电池模组的热蔓延特性研究，为行业提供了重要的时序规律数据。

实验方案：端部触发 vs 内部触发

研究以230 Ah的LFP电池串联模组为对象，通过高温热滥用方式分别从模组端部和内部触发热失控，结合数值模拟仿真，系统解析热蔓延过程中电池表面的温度分布特性和时序规律。

核心发现：两种蔓延模式的差异

热蔓延机理分析

端部触发场景下，热失控仅沿模组轴向单向顺序传播，蔓延路径单一，总用时约2890秒。而模组内部触发时，触发电芯同时向其两侧的相邻电芯传热——一侧按顺序方向蔓延，另一侧则形成倒序蔓延通道。更为关键的是，扩展列电池在热量聚集效应下，出现了倒序+顺序的复合蔓延模式。

这种复合蔓延模式使得内部触发的总用时比端部触发快了约290秒（约4分50秒），虽然绝对数值不大，但对于储能消防系统的响应时间设计而言至关重要。热安全团队（thermsafe.cn）指出，这290秒的时间差意味着模组内部电芯触发时留给消防系统介入的窗口期更短。

工程应用价值

该研究的核心价值在于准确预测了锂电池模组内部热蔓延的时序规律。对于储能系统设计而言：

• 模组内部电芯应作为热失控防控的重点对象，其监测传感器布置密度应高于端部
• 消防系统响应时间设计应以内部触发场景的2600秒为参考基线
• 隔热设计需同时考虑顺序蔓延和倒序蔓延两条传热路径

结论

模组内部触发热失控因扩展列电池热量聚集而出现倒序+顺序蔓延模式，总用时比端部触发快约290秒。研究为大容量LFP电池模组热安全防控措施的制定提供了理论依据和关键时序数据。

参考文献

梁坤峰, 宋乂天, 周训, 常艳琴. 磷酸铁锂电池模组热失控及蔓延特性[J]. 电池, 2025（优先出版）.