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选取了硬壳三元锂离子电池，，开展热失控实证实验，，探讨其爆发热失控的机理、火灾伸张纪律及热失控爆发的热量。。

接纳BTS-20V200A电池充放电装置，，最大输出电压20V，，最大输出电流200A，，功率4kW。。

电池单体燃烧实验接纳英国FTT公司研发的火灾热释放速率测试装置，，该装置可实现燃烧烟气自动收罗剖析，，可获得燃烧增添速率指数，，总热释放量，，烟气天生速率指数，，总产烟量等指标随时间转变的曲线以及多种燃烧爆发气体在线剖析。。

       实验安排如图1所示，，在加热板上安排被测电池单体，，用夹板将电池和加热板夹紧，，在电池单体上下外貌划分安排2个热电偶用于监测电池外貌温度，，同时在电池正负极毗连电压监测装置。。本文所接纳的电池单体均为满充状态，，即SOC为100%。。通过加热方法触发电池单体热失控，，接纳最大功率为600W的加热板以5~7℃/min的温升速率对电池举行加热。。实验全程对热失控生长举行视频纪录和数据收罗。。

图1 热失控实验

        为展现电池单体热释放特征，，在单体燃烧实验装置内(图2)举行量热实验，，测定电池单体的热释放速率及总热值。。电池接纳上述热失控实验要领举行加热，，直至完全热失控并爆发火灾。。

图2 量热实验

图3 热扩展实验

图4 热失控实验

      实验历程中电池外貌温度曲线如图5所示，，电池电压曲线如图6所示。。硬壳三元锂离子电池被加热到一定温度后，，清静阀会开启，，并释放气体及少量电解液，，继续加热，，电池爆发热失控释放出大宗气体，，同时电池外貌温度急剧上升，，电池外貌温度会高达670 ℃，，电池电压瞬间降低为0 V，，随后陪同着强烈燃烧、爆燃，，且会形成一连的喷射火，，直至可燃物燃烧殆尽。。

通过加热电池单体，，直至热失控、燃烧、熄灭。。实验历程中对燃烧阶段的气体、热释放速率和总热值举行丈量。。典范气体转变如图7所示。。

效果显示三元锂离子电池在热失控时内部会爆发一系列放热反应，，释放出大宗可燃气体，，可燃气体燃烧爆发一氧化碳、二氧化碳并消耗氧气，，在电池单体喷射火焰瞬间，，单体燃烧实验装置管道内氧气浓度下降至17.8%，，同时二氧化碳浓度上升至2.2%，，一氧化碳浓度上升至0.09%。。热释放速率、总热值随时间的转变如图8所示，，发明最大热释放速率为280kW，，整个热失控历程共计释放热量约22MJ。。

图7 量热实验气体浓度曲线

电池模组热扩展实验

随着能源消耗结构转型升级、鼎力大举生长可再生能源政策的深入，，以储能手艺与系统为焦点的现代智能电网系统的建设与妄想日渐引起重视。。储能系统是以锂离子电池为基础的，，锂离子电池是含能物质，，具有爆发火灾或爆炸的危险实质，，特殊是在密闭空间，，一旦某一储能单位爆发火灾，，将会引起相邻多台储能单位的连锁火灾反应甚至箱体爆炸，，火灾荷载大、危险性高且难于扑救。。

以锂离子电池为基础的储能系统的清静问题越来越受到社会各界关注，，尤其近几年海内外爆发的储能电站起火爆炸事故，，更是将锂离子电池储能系统的清静问题推向了舆论风口。。锂离子电池火灾与通俗修建火灾有较大的区别，，其作为能量聚整体，，在热失控爆发后容易引发周围电池爆发连锁燃烧、爆炸反应。。

本文中，，作者使用FTT单体燃烧实验装置（SBI）测试了一块由4个电池单体组成的电池模组的失控火灾特征，，其测试品级属于UL 9540A规范中的模组品级。。而在UL 9540A规范中，，电池储能系统的热失控火焰伸张评估被划分了四个测试品级，，划分为电芯品级、模组品级、单位品级、装置品级。。每种品级凭证其试样的巨细和预估热释放水平，，使用差别的测试装备。。

“UL 9540A电池储能系统热失控火焰伸张评估测试要领”是国际上被公认的能够解决储能系统消防清静隐患的有用途径，，受到相关部分的普遍认可。。美国权威的行业规范，，如《美国电工法》（706章节）、《美国住宅规范》（R327章节）、《美国国际防火规范》（储能章节）和美国国家消防局的NFPA855标准等都对储能系统提出了UL9540A列名的要求。。