《国际交通电动化杂志》电池安全专家 | 中国石油大学（华东）孔得朋教授团队：锂电池热失控排气热通量在...

主要观点总结

本研究针对锂离子电池在半封闭结构内的热失控（TR）过程中，电池排放的高温多相气流对周围电池的影响进行了系统的实验研究。文章通过搭建模块化半封闭平台，模拟电池包内典型半封闭结构，通过温度监测阵列捕捉单体电池TR排气在不同空间位置的瞬态热通量分布，探讨了盖板间隙、电池触发位置和荷电状态（SOC）等关键因素对排气加热效应的影响。同时，建立了热暴露积分（TEI）指标，用于量化各监测点自排气开始至实验结束全过程中的总热量积累。基于实验结果，提出了一个基于实验数据拟合的排气热通量经验关联式，为TRP建模与电池安全结构设计提供定量化边界输入条件。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

随着电动化和清洁能源的快速发展，锂离子电池已广泛应用于交通运输和储能系统。但在遭受电、热、机械等滥用条件下，电池可能触发热失控，单体电池剧烈释放的热量可通过多种路径传播至邻近单元，诱发整包级热失控传播（TRP）。实际工程中，电池模组常被封装在封闭或半封闭结构内，当TR发生时，电池排放出的高温多相气流（包括可燃气体、电解液蒸汽与固体颗粒）在狭小空间内易聚集、反弹、沉积于邻近电池表面，造成隐性而持续的热传递，加快TRP进程。

关键观点2: 研究方法

本研究通过搭建模块化半封闭实验平台，模拟电池包内典型半封闭结构。平台中央布置待测电池，周围紧密排列多块温度监测板，实时记录温度变化。实验设计涵盖三类关键变量：顶部间隙变化、触发电池位置变化和SOC变化。通过摄像机记录排气的释放过程，实验结束后分析数据，评估未点燃排气对模组内其它电池的热影响强度与分布特征。

关键观点3: 实验结果

研究发现，顶部间隙越小、SOC越高，排气加热越显著；触发位置决定了热影响的范围与集中性。特别是在模组边侧触发情况下，相邻区域的受热强度相比中部触发提升约20%，但扩散范围更局限。基于上述研究，建立了热阻网络模型（TRN），反推出排气热输入并建立经验关联式，为TRP建模提供了定量热边界条件。

关键观点4: 研究结论

研究结果为电池模组热安全设计提供了启示。对于封装较紧凑的模组，应重视TR排气的热传递风险，可通过设计气流隔离通道或定向导排结构降低局部热点，延缓TRP进程。对于尚未构建排气管理结构的系统，本研究的实验与计算方法可作为范式分析框架，用于推导不同封装条件下不同锂电池的排气热通量经验式。