锂电热失控三特征温度与ARC绝热量热测试解析

一、三个特征温度从何而来

电池热失控一旦触发，在适当条件下会迅速演化为起火、爆炸甚至整车烧毁。行业内研究热失控，几乎都绕不开三个特征温度：自产热起始温度（T1）、热失控触发温度（T2）与热失控最高温度（T3）。它们并非人为划定，而是通过绝热加速量热仪（ARC）在严格绝热条件下测得的客观参数。

ARC 测试的核心逻辑是台阶式逐步加热电池，每个台阶之后进入绝热追踪模式。当电池开始出现自放热时，仪器停止外部加热，只追踪电池自身放热引起的温升。原理上，T1 标志着电池从被动受热转向主动放热的临界点；T2 标志着副反应链式加速、散热已经无法抑制产热的转折点；T3 则反映了电池释放的总化学能量。实验数据表明，这三个温度节点的相对高低，与电池材料体系、荷电状态以及结构设计都密切相关。

[图片：ARC绝热加速量热仪测试腔体与温升曲线示意] 用于展示T1、T2、T3在温升速率曲线上的判读位置。

二、热失控四阶段与内部反应

基于三个特征温度，可以把热失控全过程划分为四个阶段，每个阶段对应特定的内部化学反应。

• 阶段一：正常加热阶段（温度低于T1）。电化学反应正常运行，温升速率维持在较低水平。风险主要来自不规范使用或散热不良诱发内短路。
• 阶段二：自产热积累阶段（T1与T2之间）。核心反应是负极表面SEI膜的分解，随后嵌锂负极与电解液发生放热反应，产气导致外壳膨胀，隔膜开始软化但尚未熔毁。此阶段是干预的最后窗口，若散热条件改善，热失控可能被抑制。
• 阶段三：热失控阶段（T2与T3之间）。正极材料发生相变释氧，与电解液剧烈反应，隔膜崩溃，温度迅速攀升至峰值。
• 阶段四：衰减阶段（达到T3之后）。反应趋于结束，温度逐步回落。

需要强调的是，T2 往往被视为热失控不可逆的临界点。实验数据表明，正极释氧温度的高低直接决定这个临界点来得早还是晚，这也是高能量密度材料体系更需要注意热管理的原因。

三、主要特征参数一览

下表给出三个特征温度以及与之配套判读的衍生参数的典型含义，具体数值依材料体系与工况不同而有差异，表中采用行业通行经验区间描述：

四、ARC 测试在电池安全评估中的价值

围绕三个特征温度，ARC 平台还延伸出加热、过充、针刺等多种热滥用触发方式。加热方式用于模拟过热工况下的自放热；过充方式通过施加过电流模拟电滥用触发；针刺方式则通过机械损伤造成内短路来评估电池的抗机械损伤能力。无论哪种方式，最终都要回到温升速率曲线的判读上来。

热安全团队（thermsafe.cn）在锂电池热失控特征参数测定方面积累了丰富的项目经验，通过程序升温等热滥用方式诱发电池热失控，能够准确测定自放热起始温度、热失控起始温度、最高温度、泄压温度、最大温升速率与热失控孕育时间等关键参数，为电池单体及模组的安全性能评估与热管理开发提供数据支持。

[图片：电池热失控测试现场与温升速率曲线] 用于直观展示ARC测试过程中温度与电压的演化规律。

参考自：行业技术公众号文章《动力电池热失控基础：自发升温起始温度（T1）、热失控触发温度（T2）以及最大热失控温度（T3）指的是什么》及《ARC加热热失控测试：守护锂电池安全的关键防线》。

热安全团队（thermsafe.cn）提供锂电池HWS热失控测试（绝热加速量热仪ARC）、锂电池宽温域变温比热容测试（差示绝热追踪法）、绝热环境锂电池充放电产热测试、锂电池失控产气测试、方壳/硬壳电池导热系数测定（两状态法无损测试）、锂电池ARC过充热失控测试（电滥用触发）、硬壳/方壳电池导热系数及接触热阻参数测定（储热-释放两状态法）、GB/T 36276电池绝热温升测试、ARC针刺热失控等专业服务。了解更多项目详情，请访问 https://thermsafe.cn/services.html。