DSC测试锂离子电池正极片-电解液体系热特性

    锂离子电池热失控多始于正极材料与电解液之间的放热副反应，正极释放氧并引发电解液燃烧、链式放热，导致电池冒烟、起火或爆炸。因此，直接测试正极片和电解液混合体系的热行为，比单独测试电极更能反映电池真实热安全状态。

    差示扫描量热法（DSC）灵敏度高、定量准确，可准确捕捉混合体系在升温过程中的吸放热变化，确定起始放热温度、峰值温度、放热焓等核心热安全参数，是电池热失控研究常用的标准方法。本次实验是采用差示扫描量热仪对三元正极片与碳酸酯电解液混合体系进行测试，分析热反应规律，评估热风险，为电池安全设计提供数据支撑。

    一、实验的操作步骤

    1、实验原理

    DSC在程序控温下，测量样品与参比坩埚之间的热流差。正极-电解液混合体系受热时，会发生SEI副反应、电解液氧化、正极释氧、电解液燃烧等一系列放热反应，在曲线上形成特征放热峰，据此可定量评价热稳定性。

    2、实验材料与仪器

    实验样品：三元锂离子电池正极片、商用碳酸酯电解液。

    测试仪器：DZ-DSC300差示扫描量热仪

    3、实验参数设置

    测试程序保护气氛：氩气，流量50mL/min；升温区间：30℃到350℃；升温速率：10℃/min；参比物：空密封坩埚。

    4、测试图谱

    5、数据分析

    热反应提前混合体系起始放热温度206.1℃，较纯正极片降低约15℃，说明电解液显著加剧正极热反应。放热强度增大总放热焓达261.5J/g，远高于纯正极，主要源于正极释氧氧化电解液，产生剧烈链式放热。反应区间集中主放热峰位于200℃~230℃，是电池热失控关键的危险温区。

    二、实验结论

    正极片-电解液混合体系在206.1℃开始剧烈放热，207.3℃达到峰值，放热焓约261.5J/g。电解液显著降低正极热稳定温度，增大放热量，是引发电池热失控的重要诱因。差示扫描量热仪可准确、定量表征正极-电解液体系热特性，适用于电池材料研发、热失控机理研究与热安全评价，建议扩展至不同电压、不同添加剂体系的对比测试。