NCM811锂离子电池

高温热失控加速机制

揭示100°C临界热负荷下针刺诱发热失控的加速机理，阐明SOC对热失控行为的影响规律。

Gang, Zhou · Liu, Yang · Yuying, Li · Siqi, Yang · 张奇 · Junling, Wang · Kong, Yang · Kitzhöfer, Niklas · Wei, Yu

Journal of Cleaner Production 2024

参数信息

25% SOC电芯最高温度

76.1 °C

平均温升速率（SOC=0%）

1.992 °C/s

平均温升速率（SOC=100%）

93.033 °C/s

最高温度（SOC=0%）

125.9 °C

最高温度（SOC=100%）

652.9 °C

质量损失（SOC=0%）

3.332 g

质量损失（SOC=100%）

31.180 g

火焰温度范围（SOC=25~100%）

437.8-918.5 °C

技术优势

低SOC也喷火

25% SOC电芯在临界热负荷针刺下仍产生喷射火焰，表明低荷电状态不再是安全屏障，消防和防护策略需覆盖全SOC范围。

温升快百倍

SOC从0%升至100%时，平均温升速率从1.992°C/s增至93.033°C/s，增幅近47倍，为热失控预警阈值设定提供直接数据。

火焰面积翻近三倍

随SOC从25%增至100%，火焰面积上升比例达281.77%，量化了高SOC下火灾蔓延风险的增幅。

应用场景

• 锂电池安全设计：用低SOC喷火阈值修订电池包防护策略，而非仅依赖SOC下限。
• 电池热管理：利用不同SOC热失控温升速率数据，优化热失控预警与应急冷却策略。
• 电池安全测试：为针刺试验增加100°C预载条件，补充国标未覆盖的耦合滥用测试。
• 储能系统安全：用火焰面积增长率评估储能舱火灾蔓延风险，制定更严格的消防联锁措施。