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【Kiwa技术视界】储能电池安全测试系列解读(六):热滥用测试
发布时间:2026-01-14 10:46:27

热量从内部积聚,失控能否被阻止?

在上一期的火灾测试中,我们见证了电池在外部火焰直接侵袭下的表现。今天,我们将目光投向电池内部,探讨一种更为隐蔽且危险的安全挑战——热滥用测试。当外部热源持续加热电池,引发内部一系列放热反应连锁触发,温度急剧上升直至失控边缘,电池将如何应对?各标准又为这场“高温高压”的内部考验设定了怎样的规则?


测试原理与目的

热滥用测试模拟的是电池在外部热源作用下,内部化学体系发生连锁放热反应,最终可能引发热失控的过程。这一系列反应通常包括:
  • SEI膜分解

  • 负极活性材料与电解液反应

  • 隔膜熔化收缩

  • 正极材料分解释氧

  • 电解质高温分解等

该测试旨在评估电池在外部热刺激下的热稳定性抗热失控能力,尤其关注电芯材料体系的本征热安全性,为电池的化学选型与热管理设计提供关键依据。

主要标准要求对比

各标准在测试温度、持续时间等方面存在明显差异,反映了不同化学体系的热特性与安全考量:

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分析与解读

热滥用测试的关键差异主要体现在测试温度设定持续时间安排上,这直接反映了各标准对不同化学体系热稳定性的认知与测试哲学:

1、测试温度与化学体系

  • 85°C 温和测试阵营:IEC 62619(锂离子)与 IEC 63115-2(镍氢塑料壳)采用85°C测试温度,此温度通常可触发锂离子电池的关键初始放热反应,考验其基础热稳定性。

  • 130°C 严苛测试阵营:UL 1642、UL 1973、IEC 63115-2(镍氢钢壳)及 GB 40165-2021 均设定130°C高温,模拟更极端的热环境,可能加速连锁反应进程。

  • 170°C 极高温度组:UL 标准对锂金属电池设定了170°C的极端条件,反映了对其更高化学反应活性的安全关切。

2、测试持续时间设计

  • 在130°C等高温度条件下,测试时间普遍缩短(如UL标准多为10-30分钟),以匹配加速反应过程。

  • 在85°C相对温和条件下,测试时间延长至3小时,以便观察较慢的热反应进程。

  • GB 40165-2021 的测试时长与电芯数量挂钩,体现了对模组级热传播与热累积效应的系统考量。

3、观察机制设置

  • 目前仅 UL 1973 明确设置了1小时观察期,关注测试结束后是否出现延迟热反应,体现了更为谨慎的安全评估思路。

4、通过准则共性

  • 所有标准均以 “无爆炸、无火灾” 作为基本通过准则,这是一种底线安全思维,聚焦最直接的灾害形式。

为何热滥用测试尤为关键?

热滥用测试在很大程度上剥离了BMS等外部保护系统的影响,直接考核电芯化学材料体系的本征热安全性。一个具备良好耐热特性的材料体系,即使在外部热管理暂时失效的情况下,也能为系统响应和应急干预争取宝贵时间。

单个电芯的热失控已极具风险,但更可怕的是失控在系统中的蔓延。

下一期,我们将深入探讨热蔓延(热失控传播)测试,解析如何防止一个电芯的失控引发整个电池系统的连锁反应。敬请持续关注!