背景描述

伴随储能行业和新能源汽车的快速发展，其安全性问题愈发受到大众的高度关注。在过充、过放、短路、机械损伤或高温环境等条件下，锂电池可能触发不可控的热失控反应。这一过程中，不仅会释放出大量的热量，还会生成含有CH₄、CO、CO₂、HF等多种可燃及有毒成分的混合气体。这些由热失控引发的气体快速积聚并扩散时，极易导致燃烧甚至爆炸事故的发生。锂电池热失控检测气体有如下痛点：一是气体中水分含量高、CO₂、HF、HCl等易造成过程损失。二是气体组分复杂且浓度跨度极大，传统设备多针对单一或少数几种气体进行监测，无法全面覆盖热失控过程中产生的甲烷、一氧化碳、氟化氢等多种可燃及有毒气体。三是环境适应性差。腐蚀性及高粉尘环境，严重影响仪器的使用寿命及测量精准度。

解决方案

针对上述检测难点，乐氏科技推出一套完整的锂电池热失控气体测试解决方案。采用全程高温180℃采样及加热传输管线，高温采样，高温过滤、原态分析避免了气体的冷凝和溶解。在气体检测环节，应用9100FIR便携式傅里叶红外分析仪与便携式非甲烷总烃分析仪两种设备。前者基于傅里叶变换红外光谱技术，能够快速、准确地识别并定量分析51种有机与无机气体成分；后者则专门用于非甲烷总烃总量，能够对电池失控中的CO₂、CO、HF、HCl、CH₄、C₂H₄、THC和O₂的含量进行精准测定。便携式傅里叶红外分析仪配有高低浓度两个量程，能够对高浓度含量的气体（CO₂和H₂O）和低浓度的气体（HF、CH₄）等进行精准测定；气室内壁涂有贵金属涂层，有效避免腐蚀性气体对仪器的腐蚀。分析软件采用PLS算法，避免不同气体组分间的交叉干扰。仪器配备高效过滤系统，能够有效过滤采样气体中的粉尘等杂质，防止其进入气室污染光学部件或损坏仪器核心元件，从而保障长期连续监测的稳定性和数据可靠性。此外，两款仪器均配备专用气体采样泵，泵抽气流量稳定、能够从锂电池热失控发生装置中稳定抽取气体样本，通过加热管线快速输送至分析仪器，避免气流对测量数值稳定性的影响。仪器集成了数据实时数据采集、图谱显示、干湿基转换等功能，为锂电池热失控机理研究和安全性能评估提供全面的数据支持。

非甲烷总烃分析设备具备高灵敏度和快速响应特性，能够对≤ppm级别的总烃浓度进行精准测定。该仪器具有高效的气体预处理模块，包括高温除尘过滤器和耐腐蚀气路组件，确保采样气体的洁净度和稳定性，保证仪器的适用性及耐用性。

该方法符合标准《UL9540A 2019 评估电池储能系统中热失控火蔓延的测试方法》、《GB 38031—2025  电动汽车用动力蓄电池安全要求》和《GB 31241-2014 便携式电子产品用锂离子电池和电池组的安全要求》中对气体测试的要求。

方案特点

该方案具有覆盖气体全面、测量精准、环境适用性强、方法合规、操作简单、能够独立对锂电池热失控产生的气体进行测试或是与在线CEMS系统联用实现气体的有效测量。

l 全流程高温控制，保障气体真实性：采用180℃全程高温采样加热传输管线，防止水汽凝结与气体组分损耗。该设计完整保留气体原始组分和浓度，为精准分析提供可靠样品基础。

l 多技术协同，实现组分全面精准分析：便携式傅里叶红外分析仪可同步定量多种无机及有机特征气体，非甲烷总烃仪可快速高灵敏检测THC总量。两种设备优势互补，满足热失控复杂气体的完整检测需求。

l 高效抗干扰与高低量程覆盖：仪器配备双浓度量程可自动切换，适配热失控过程浓度剧烈变化场景。气室贵金属涂层减少腐蚀，PLS计量方法有效消除组分间交叉干扰。

l 多重防护设计，提升系统稳定性与耐用性：高效过滤系统去除粉尘等杂质，保护核心元件并降低维护成本。专用负压抽气泵提供稳定负压与流量，避免气体残留与分析延迟。

l 智能化处理软件，助力研究与评估: 软件实现数据实时采集、图谱显示与干湿基自动转换等功能，直观反映气体变化趋势，精准识别热失控过程中气体释放的关键节点与特征规律。

推荐设备

9100FIR便携式傅里叶红外分析仪、9100HFID便携式非甲烷总烃分析仪