动力电池热安全是新能源产业高质量发展的核心底线。随着大容量电芯在动力与储能领域的规模化应用，极组内部结构对电芯热稳定性的影响，愈发受到全产业链的重视。中国科学技术大学火灾安全全国重点实验室在锂电池热安全机理研究框架下，针对同规格方形磷酸铁锂电池开展单变量对照实验，系统揭示了卷绕与叠片两种极组结构，在外部加热滥用场景下的热失控响应规律，为电芯安全设计与制程研究提供实验参考。 武汉格瑞斯新能源有限公司专注锂电池实验室、中试研发装备，可提供实验型卷绕、叠片设备，长期跟踪电芯结构安全相关前沿研究，持续将行业机理认知用于实验设备的精度优化，更好支撑客户开展电芯工艺与安全性验证工作。


 

本次研究选取正负极材料体系、标称容量、外形尺寸完全一致的两款方形磷酸铁锂电池，仅极组成型工艺分别采用卷绕与叠片路线，在标准化外部加热条件下诱发热失控，最大限度排除材料、规格等干扰变量，确保性能差异仅由极组内部结构不同导致。实验全程通过多维度参数实时监测，完整记录电池从持续受热到热失控触发的全流程演化，清晰呈现两种结构在热失控触发难度上的显著分野。

在本次外部持续加热的滥用测试工况下，卷绕结构电池的极片以连续卷绕方式成型，极组内部热量沿径向传递路径更长，整体热阻更大，外部热量向内渗透速率较慢，达到热失控临界状态所需周期更长，展现出更高的热失控触发阈值与更强的耐热冲击能力。叠片结构电池的极片采用逐层堆叠排布，热量沿厚度方向传递路径更短，外部热量可更快渗透至极组内部，热量积聚速度更快，同等加热条件下会更早进入热失控状态，本实验条件内热稳定性弱于卷绕结构。
 

依托卷绕、叠片实验装备开发经验，武汉格瑞斯新能源在设备设计阶段充分参考两类极组结构的热安全特性差异，优化极片张力控制、极组对齐度控制模块：通过稳定的张力输出保证极组间隙均匀，依靠微米级定位管控减少极片错位带来的局部异常，帮助科研人员制备一致性更好的实验电芯，降低实验样品偏差对热安全测试结果的干扰。相关结构特性结论，也可为研发人员针对不同热风险应用场景开展电芯选型、结构方案论证提供参考，助力新能源电池安全相关研究推进。