优秀论文 I 电池绝热量热仪用于大容量磷酸铁锂电池热失控过程中内部压力演变研究-杭州仰仪科技有限公司

中国科学技术大学王青松教授团队在《Journal of Energy Storage》（IF：8.9）期刊发表题为《Experimental study on the internal pressure evolution of large-format LiFePO4 battery during thermal runaway》论文。该研究由中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室、合肥国轩高科动力能源有限公司和合肥工业大学电气与自动化工程学院等机构联合支持，重点探讨了大容量磷酸铁锂电池在热失控过程中的内部压力演变机制。

本研究中，团队使用仰仪科技大型电池绝热量热仪BAC-420A，并联用压力传感器、气相色谱仪等设备，针对充满电的300Ah磷酸铁锂电池，对其在热失控过程中的内部压力变化、气体释放情况以及温度变化展开了详细研究。

部分配图展示

本研究中BAC-420A的应用：

大型电池绝热量热仪BAC-420A提供了绝热环境，能够精确捕捉电池在热失控过程中的自放热反应，帮助研究人员深入理解电池内部的热行为和压力演变。

1. 热失控特性测试

利用BAC-420A的HWS模式开展热失控测试，模拟绝热环境并记录温度、电压等数据。确定了自放热起始温度（T_onset）、热失控起始温度（T_TR）和热失控最高温度（T_max）等关键温度点，实验将热失控过程分为三个阶段，明确了各阶段的反应和温度变化特点。

部分实验成果展示

2. 内部压力演变分析

研究团队采用BAC-420A与压力传感器配合监测压力和温度。分析了电解液蒸发和气体释放对内部压力的影响。发现安全阀开启前内部压力演变可分为三个阶段，且不同阶段压力升高的主导因素各异。

部分实验成功展示

3. 气体成分及安全阀开启机制研究

在绝热实验测试过程中，借助双向球阀将电池内部气体输入气相色谱仪，对气体成分及含量进行实时分析，以此反推安全阀开启前电池内部的化学反应。通过压力计算，得出化学反应的产气速率及产气量等数据，并与电池绝热产热量数据进行对比分析。结果表明，在电池开阀前，电池自放热的产热量与反应速率呈线性相关。

部分实验结果展示

大型电池绝热量热仪联用方案（非文中内容，仅展示参考）

总结：

本研究的成果为大容量磷酸铁锂电池的热安全设计提供了重要参考。通过BAC-420A的实验数据，研究人员能够更准确地预测电池在热失控过程中的内部压力变化和气体释放行为，为开发基于内部压力的预警系统提供了理论依据。此外，研究还揭示了电解液蒸发和气体释放在安全阀开启中的主导作用，为改进电池安全设计、预防火灾和爆炸事故提供了新的思路。