ARC绝热量热测试方法与热失控特征温度解读

一、为什么要做绝热测试

电池热失控本质上是一系列放热副反应在绝热或近似绝热条件下被持续放大直至失控的过程。常规环境温度下的测试中，电池与环境之间存在热量交换，难以准确反映电池内部的真实放热行为。绝热加速量热仪（ARC）通过精密的温度追踪，使量热腔环境温度始终跟随电池表面温度变化，尽可能减小测试过程中环境因素、测量因素对评估结果的影响，从而测得电池在最不利（绝热）条件下的本征热失控特性。

通过内置热电偶技术，ARC可以测量电池内部中心的热失控特征温度T1、T2和T3，并计算热失控的总放热量，用于对比不同容量、不同体系、不同荷电状态电池的本征安全性，有效减少"冒烟、起火、爆炸"等无法量化的评价方式对评估结果的影响。

二、测试准备

[图片：绝热加速量热仪测试连接示意图，展示量热腔、主热电偶、内置热电偶与数据采集器的连接关系]

ARC测试前需要做好以下准备工作：

• 对ARC进行校准，确保量热精度满足测试要求；
• 将待测电池单体置于绝热加速量热腔中，用支架夹具固定，使被测对象悬空于量热腔中；若受电池尺寸或重量限制，则使用隔热材料垫住电池，避免电池直接接触腔体；
• 使用耐高温胶带将主热电偶贴紧被测电池单体，并宜用支架夹具机械夹持，固定在电池大面形心位置，避免因电池表面绝缘膜变形导致主热电偶脱落；
• 将电压线和内置热电偶连接线引出并与数据采集器相连。

三、参数设置与测试步骤

ARC测试通常采用加热-等待-搜寻（HWS）模式，其核心步骤包括：

HWS模式的核心逻辑在于：通过台阶式加热逼近电池自产热的起始温度，一旦检测到电池自身放热速率超过设定阈值，便切换至绝热追踪阶段，使量热腔完全跟随电池温度，真实记录热失控的完整演化过程。

四、三类特征温度的解读

ARC测试输出中最关键的是三类特征温度，它们是评价电池热稳定性的核心指标。

T1：自产热起始温度。T1为电池单体内置热电偶的自产热起始温度，由最后一个搜寻阶段测得的电池内部温度确定。它是电池开始表现出可观测自放热（如SEI膜分解、电解液分解等副反应）的临界温度，表征电池热稳定性的上限，T1越高说明电池越不容易进入自放热状态。

T2：热失控触发温度。T2定义为内置热电偶温升速率连续不小于设定阈值时的温度，通常以采样间隔内连续多个采样点的温升速率作为判定依据。T2表征电池从自放热进入剧烈热失控的转折点，是热失控能否被有效阻止的关键窗口指标。

T3：最高温度。T3为电池热失控过程中内置热电偶记录的最高温度，反映热失控后果的严重程度。T3越高，表明热失控释放的峰值热量越大，对周边结构和其他电芯的威胁越严重。

[图片：ARC绝热测试温升速率-温度曲线，标注T1、T2、T3三个特征温度的典型位置]

除特征温度外，通过积分放热曲线还可以计算热失控的总放热量，为热管理设计和热蔓延防护提供定量依据。

五、测试数据的工程应用

ARC测试数据在电池安全工程中具有广泛应用价值：

• 不同材料体系、不同SOC、不同老化状态电池的本征安全性横向对比；
• 为BMS热失控预警算法的阈值设定提供实验基础；
• 为模组热蔓延测试和系统级安全验证提供触发基准；
• 为隔热材料选型、热管理方案设计提供热量数据支撑。

需要说明的是，ARC测得的是电芯在绝热条件下的本征特性，工程应用中还需结合模组级和系统级测试，综合评估实际工况下的热安全表现。热安全团队（thermsafe.cn）拥有成熟的ARC测试体系，可提供从单体到模组的全链条热安全测试服务。

六、结语

ARC绝热量热测试是锂离子电池热失控研究中最基础也最重要的测试手段之一。理解T1、T2、T3三类特征温度的定义、测量方法与工程意义，有助于工程师更科学地开展电池选型、安全设计与预警算法开发，为电池系统的本质安全提供坚实的数据支撑。

引用来源

本文参考自《锂离子电池热失控绝热测试方法及数据分析》技术干货素材，并参照T/CSAE 344-2024《锂离子动力蓄电池热失控绝热量热测试方法》团体标准整理而成。

固定测试项目

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。