電池熱失控測試簡介

電池絕熱量熱儀可用于研究方形、軟包等大尺寸電芯以及小型模組等熱失控、熱蔓延機制。電池絕熱量熱儀根據(jù)電池溫度變化，動態(tài)調(diào)節(jié)量熱腔溫度，通過消除電池與量熱腔之間的溫差實現(xiàn)電池絕熱。其具備電池熱失控、絕熱溫升、充放電產(chǎn)熱、比熱容等測試模式，可精準獲取電池充放電產(chǎn)熱和比熱容、熱失控起始溫度、最大熱失控速率、絕熱溫升特性、熱失控產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣速率等參數(shù)，也可通過與氣相色譜、傅里葉紅外及質(zhì)譜等聯(lián)用獲取更多的熱失控產(chǎn)氣信息。儀器可為鋰電池及電池模組安全性能評估提供數(shù)據(jù)依據(jù)，為動力電池熱管理系統(tǒng)設計提供指導。

電池熱失控測試標準

USABC SAND99-0497、SAEJ2464-R2009、ASTME1981-98(2020)、GB/T36276-2023、UL9540A、UL1973、GB 38031-2020

產(chǎn)品規(guī)格及技術參數(shù)

*其他尺寸接受定制

功能模式

選配功能

電池熱失控測試旨在評估電池在條件下的安全性能，通過模擬過充、加熱、針刺等濫用條件，觀察電池的熱失控行為及系統(tǒng)響應，其測試過程可分為準備階段、試驗階段、觀察記錄階段、評估分析階段，具體流程及關鍵要點如下：  

一、準備階段  

樣品選擇與預處理  

選擇滿充電狀態(tài)的電池單體或模塊，確保其處于健康狀態(tài)（SOH>80%）。  

根據(jù)測試需求，對電池進行預循環(huán)處理（如以恒定倍率充放電3次），使其狀態(tài)穩(wěn)定。  

記錄電池的初始質(zhì)量、電壓、內(nèi)阻等基礎數(shù)據(jù)。  

測試環(huán)境搭建  

設備準備：配備加熱裝置（如加熱板、薄膜加熱片）、溫度傳感器（K型熱電偶）、電壓采集設備、數(shù)據(jù)記錄儀、絕熱加速量熱儀（ARC）等。  

環(huán)境控制：在恒溫箱或環(huán)境艙中模擬不同溫度條件（如25±5℃），確保測試環(huán)境穩(wěn)定。  

安全防護：在防爆箱內(nèi)進行測試，配備滅火裝置、防爆閥、泄壓口等，防止測試過程中發(fā)生爆炸或火災。  

測試方案制定  

明確測試目的（如評估熱失控觸發(fā)條件、傳播規(guī)律或安全防護措施有效性）。  

設計測試工況（如過充、加熱、針刺、短路等），并設定測試參數(shù)（如加熱功率、充電倍率、溫度閾值等）。  

規(guī)劃數(shù)據(jù)采集點（如電池表面溫度、電壓、內(nèi)部氣壓等），并確定采樣頻率（≥1Hz）。  

二、試驗階段  

電池單體熱失控試驗  

過充觸發(fā)：以1C或更高倍率的電流對電池持續(xù)充電，直至電池電壓超過安全閾值（如4.2V），觸發(fā)過充熱失控。  

加熱觸發(fā)：使用加熱裝置對電池表面進行加熱，加熱功率根據(jù)測試需求調(diào)整（如從50W逐步增加至200W），直至電池溫度達到熱失控觸發(fā)點（如180-250℃）。  

針刺觸發(fā)：使用鋼針以一定速度（如10-30mm/s）刺入電池，造成內(nèi)部短路，觸發(fā)熱失控。  

電池包/系統(tǒng)熱擴散試驗  

改裝電池包：在電池包中選擇一個電池單體作為觸發(fā)熱失控的對象，安裝加熱裝置或針刺設備，并布置溫度、電壓、氣壓等傳感器。  

觸發(fā)熱失控：采用加熱、針刺或過充等方式觸發(fā)目標電池單體熱失控，觀察熱量擴散至其他單元的過程。  

系統(tǒng)響應監(jiān)測：記錄電池包內(nèi)其他電池單體的溫度變化、電壓波動及系統(tǒng)防護措施（如斷電、排氣、隔熱等）的響應情況。  

三、觀察記錄階段  

實時數(shù)據(jù)采集  

記錄電池表面的溫度變化曲線、電壓變化曲線、內(nèi)部氣壓變化曲線等。  

使用紅外熱像儀捕捉電池表面溫度分布，生成熱圖序列。  

記錄測試過程中的視覺現(xiàn)象（如冒煙、起火、爆炸、外殼破裂等）。  

關鍵參數(shù)提取  

熱失控溫度：記錄電池表面達到的最高溫度（如350℃）及熱失控觸發(fā)溫度（如186℃）。  

溫升速率：計算電池在熱失控過程中的溫升速率（如dT/dt>3℃/s）。  

產(chǎn)氣量：通過氣壓傳感器或氣體收集裝置測量電池熱失控過程中產(chǎn)生的氣體量及產(chǎn)氣速率。