鋰電池熱失控測試儀器簡介

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

標準

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

鋰電池熱失控測試儀器產品規格及技術參數

*其他尺寸接受定制

功能模式

選配功能

鋰電池熱失控測試儀器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  

選擇滿充電狀態的電池單體或模塊，確保其處于健康狀態（SOH>80%）。  

根據測試需求，對電池進行預循環處理（如以恒定倍率充放電3次），使其狀態穩定。  

記錄電池的初始質量、電壓、內阻等基礎數據。  

測試環境搭建  

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、數據記錄儀、絕熱加速量熱儀（ARC）等。  

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

安全防護：在防爆箱內進行測試，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（如評估熱失控觸發條件、傳播規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（如加熱功率、充電倍率、溫度閾值等）。  

規劃數據采集點（如電池表面溫度、電壓、內部氣壓等），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：以1C或更高倍率的電流對電池持續充電，直至電池電壓超過安全閾值（如4.2V），觸發過充熱失控。  

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

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

電池包/系統熱擴散試驗  

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。  

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

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

三、觀察記錄階段  

實時數據采集  

記錄電池表面的溫度變化曲線、電壓變化曲線、內部氣壓變化曲線等。  

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象（如冒煙、起火、爆炸、外殼破裂等）。  

關鍵參數提取  

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生的氣體量及產氣速率。