DSC測試鋰離子電池正極片-電解液體系熱特性

    鋰離子電池熱失控多始于正極材料與電解液之間的放熱副反應，正極釋放氧并引發電解液燃燒、鏈式放熱，導致電池冒煙、起火或爆炸。因此，直接測試正極片和電解液混合體系的熱行為，比單獨測試電極更能反映電池真實熱安全狀態。

    差示掃描量熱法（DSC）靈敏度高、定量準確，可準確捕捉混合體系在升溫過程中的吸放熱變化，確定起始放熱溫度、峰值溫度、放熱焓等核心熱安全參數，是電池熱失控研究常用的標準方法。本次實驗是采用差示掃描量熱儀對三元正極片與碳酸酯電解液混合體系進行測試，分析熱反應規律，評估熱風險，為電池安全設計提供數據支撐。

    一、實驗的操作步驟

    1、實驗原理

    DSC在程序控溫下，測量樣品與參比坩堝之間的熱流差。正極-電解液混合體系受熱時，會發生SEI副反應、電解液氧化、正極釋氧、電解液燃燒等一系列放熱反應，在曲線上形成特征放熱峰，據此可定量評價熱穩定性。

    2、實驗材料與儀器

    實驗樣品：三元鋰離子電池正極片、商用碳酸酯電解液。

    測試儀器：DZ-DSC300差示掃描量熱儀

    3、實驗參數設置

    測試程序保護氣氛：氬氣，流量50mL/min；升溫區間：30℃到350℃；升溫速率：10℃/min；參比物：空密封坩堝。

    4、測試圖譜

    5、數據分析

    熱反應提前混合體系起始放熱溫度206.1℃，較純正極片降低約15℃，說明電解液顯著加劇正極熱反應。放熱強度增大總放熱焓達261.5J/g，遠高于純正極，主要源于正極釋氧氧化電解液，產生劇烈鏈式放熱。反應區間集中主放熱峰位于200℃~230℃，是電池熱失控關鍵的危險溫區。

    二、實驗結論

    正極片-電解液混合體系在206.1℃開始劇烈放熱，207.3℃達到峰值，放熱焓約261.5J/g。電解液顯著降低正極熱穩定溫度，增大放熱量，是引發電池熱失控的重要誘因。差示掃描量熱儀可準確、定量表征正極-電解液體系熱特性，適用于電池材料研發、熱失控機理研究與熱安全評價，建議擴展至不同電壓、不同添加劑體系的對比測試。

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