一文解码电池热安全测试加速量热技术：锂电池热失控测试的底层逻辑

一文解码电池热安全测试加速量热技术：锂电池热失控测试的底层逻辑

一、公司概况与技术定位  

杭州焦耳智能科技有限公司是一家专业从事量热仪器研发和销售的高新技术企业，专注于化工安全、锂电池、新材料、先进测控等领域。公司拥有一支由多名C9高校毕业的博士组成的研发团队，现已开发并量产的仪器主要包括绝热加速量热仪、差示扫描量热仪、电池等温量热仪、电池绝热量热仪等。在新能源汽车与储能产业高速发展的背景下，电池安全已成为行业核心关切，杭州焦耳凭借在量热仪器领域的深厚积累，正为中国乃至全球的电池安全提供关键的测试装备与技术支撑。  

二、核心测试技术：ARC绝热加速量热体系  

杭州焦耳电池热安全测试体系以绝热加速量热（ARC）为核心技术平台。其核心原理采用追踪式动态等温补偿算法——量热腔内置多组高精度加热器与热电偶，实时同步采集电池本体温度并持续调节腔体温度，消除电池与腔体之间的温差，构建近乎零热交换的绝热环境。这一技术的灵敏度可捕捉低至0.001℃/min的微弱自放热，精准判定电池自放热起始温度。  

在测试流程上，ARC设备采用“加热—等待—搜寻”三段循环模式：首先小幅阶梯升温，然后等待温度稳定，最后检测温升速率——一旦电池开始自发放热，系统立即锁死绝热模式，全程追踪热失控全过程。通过这一机制，可精准获取电池自放热起始温度（T_onset）、热失控起始温度（T_TR）、最高温度（T_max）、最大温升速率（(dT/dt)max）和最大压升速率（(dP/dt)max）等关键参数。  
 

三、多元化测试设备矩阵  

杭州焦耳针对不同测试场景构建了完整的设备矩阵：  

小型电池绝热量热仪（ARCGaea）主要面向小尺寸电池单体及电池材料的热稳定性与热参数测试，集成了热滥用和电滥用功能，通过同步采集各种滥用条件下电池的电压、电流、电量、温度、压力、时间数据，帮助研发人员实现电池自放热热动力学研究与安全性能评估。  

大型电池绝热量热仪（ARCTitans系列，涵盖450/800/1000/1500等型号）针对动力电池大型化趋势设计。随着动力电池系统向CTP、CTC等高集成度方向演进，单体电芯体积越来越大，传统微型量热设备已无法容纳这些“庞然大物”。ARCTitans系列支持全尺寸电芯甚至小型模组的测试，具备电池热失控、绝热温升、充放电产热、比热容等多种测试模式。  

电池等温量热仪（BIC系列）专注于充放电产热测试，利用高精度多路温度控制实现电池等温工作环境模拟，采用功率补偿法准确测量不同温度下电池充放电过程中的吸放热功率、吸放热总量、最大放热功率、电池效率等参数。其控温精度可达±0.001℃，产热功率分辨率达0.1mW。  

差示扫描量热仪（DSC）与热重分析仪（TGA）则服务于电池材料研发早期，用于快速评估不同配方的放热峰位置和放热量，从源头降低热失控风险。  

四、全链条测试能力：从材料到模组  

杭州焦耳的电池热安全测试并非单一测试项目，而是一套涵盖材料筛选、电芯研发、模组验证及系统集成的全面解决方案。  

材料层级：通过DSC和TGA等仪器，测试正极、负极、电解液、隔膜等材料的绝热热稳定性，优选低热生成、高稳定性的材料体系。  

电芯层级：利用ARC绝热量热仪和等温量热仪，精确捕捉电池在不同工况下的热行为——包括自放热起始温度、绝热温升速率、最大温升、产气特性等。特别是结合“基于激光吸收光谱断层扫描的绝热量热装置”技术，还能实时监测热失控过程中产生的气体成分、浓度及质量变化。  

模组与系统层级：大型电池绝热量热仪可容纳模组级样品（≤50kg），支持热蔓延测试。通过测试单体电池的热失控特征，为电池包层级的热扩散防护设计提供输入参数，帮助确定防火涂料厚度、隔热材料选型及泄压阀开启压力。  

五、标准化与合规性  

杭州焦耳的产品严格遵循多项国内外测试标准，包括USABCSAND99-0497、SAEJ2464-R2009、ASTME1981-98(2020)、SN/T3078.1-2012、GB/T36276-2023《电力储能用锂离子电池》、UL9540A、UL1973以及GB38031-2020等。这些标准的全面覆盖确保了测试结果的法律效力。  

尤其值得关注的是，针对2026年7月1日即将生效的电池新国标对热扩散测试提出的更严苛要求（如2小时观察期无起火、无爆炸，且增加内部加热触发方式），焦耳智能已帮助客户通过多模式触发测试（针刺、外部加热、内部加热）完成新规认证。  

六、测试应用价值  

杭州焦耳的电池热安全测试系统广泛应用于四大场景：电池研发（材料筛选与电芯设计优化）、质量控制（产品一致性验证与出厂检测）、安全评估（热失控机理研究与热蔓延防护验证）、仿真标定（为热管理系统设计提供精确的热物性参数输入）。  

无论是从产品性能、技术实力还是服务保障来看，杭州焦耳都已成长为国内电池热安全测试领域的重要力量，正在打破国外品牌在量热仪器市场的垄断格局。