上文提到基于新国标GB38031-2025对“热失控信号需在5分钟内发出预警”的强制要求，多传感器融合监测系统成为电池安全的神经中枢。通过实时捕捉气体释放、温度异常、压力突变等特征参数，实现热失控极早期诊断。气体释放是最早预警信号，锂离子电池在热失控初期会释放特征气体，不同化学体系的电池气体组分存在显著差异。
根据热失控特征将三元锂电池（NCM）电池包内气体释放分为三个阶段：
第一阶段SEI膜分解（>100℃），有机成分（如ROCO₂Li）分解生成CO₂和烃类，微量CO和HF（LiPF₆水解），电解液蒸发（DMC/EC等溶剂）产生碳酸酯类蒸气；
第二阶段负极与电解液反应，嵌锂石墨与EC溶剂反应生成乙烯C2H6，粘结剂分解：PVDF粘结剂高温还原产少量H₂；
第三阶段正极分解（NCM材料，>200℃）产生氧气，电解液燃烧，氧气助燃下生成CO和CO₂，LiPF₆彻底水解生成强腐蚀性HF。
根据热失控特征将磷酸铁锂电池（LFP）电池包内气体释放分为三个阶段：
第一阶段SEI膜（固体电解质界面膜）分解（>100℃），释放CO₂、CO及少量H₂，CO₂（占比最高，约50%~60%）、CO（8%~15%）、微量H₂，H₂最早释放（提前120秒以上），是敏感预警指标；
第二阶段粘结剂（PVDF/CMC）高温还原，负极嵌锂与电解液反应生成碳氢化合物，H₂、CH₄、C₂H₄、C₃H₈等烃类（合计约10%），CO₂占比下降至20%~30%。；
第三阶段正极（LFP）分解（>800℃），释放氧气加剧燃烧，CO（毒性主导，占比升至25%）、CO₂（30%~40%）、H₂（20%~25%），以及多环芳烃（PAHs）等不完全燃烧产物。
三元锂电池和磷酸铁锂电池热失控第一阶段产生的气体对比
另外，三元电池电解液中常添加硫基化合物（如丙烯亚硫酸盐（PS）、CS₂等），用于稳定负极SEI膜，热失控后期燃烧阶段会产生大量的SO2气体。磷酸铁锂电池电解液极少添加硫基化合物，且正极材料（LiFePO₄）不含硫元素，因此不产生SO2气体。车驾驶舱燃烧的初期会产生剧毒的氰化氢气体，主要是由车舱底部的地毯、座椅等物质在高温作用下裂解产生的。驾驶舱在燃烧过程中会产生大量的氟化氢气体，主要是由内饰材料中的卤化物阻燃剂在高温的作用下产生的。
参考陈钦佩《电动汽车锂离子电池系统热失控气体毒害及爆炸特性研究》DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0294
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