ARC加热热失控

2025-04-24

ARC加热热失控测试:守护锂电池安全的关键防线

合肥格朗检测科技有限公司专注于锂电池检测领域,为您提供专业的ARC加热热失控测试服务。ARC加热热失控测试通过模拟锂电池在异常工况下的加热过程,精准检测电池热失控特性,为电池安全性评估、研发优化以及安全认证提供关键数据支持。

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ARC加热热失控测试

测试目的

  1. 热失控风险评估:精确测定电池热失控起始温度、温升速率等关键参数,提前识别潜在热失控风险,保障电池在使用过程中的安全性。

  2. 电池设计优化:依据测试结果,为电池材料选择、结构设计和热管理系统改进提供科学依据,提升电池的整体性能和稳定性。

  3. 安全标准认证:助力企业满足国际国内相关安全标准认证要求,加快产品上市进程,增强产品在市场上的竞争力。

测试原理

  1. 模拟异常加热:采用加速量热仪(ARC),模拟电池在过充、过热等异常工况下的加热过程,使电池内部发生自放热反应。

  2. 实时监测数据:利用高精度传感器实时监测电池在加热过程中的温度、压力等物理量的变化,记录数据并绘制曲线。

  3. 分析热失控特性:通过对监测数据的分析,确定电池热失控的起始温度、最大温升速率以及热失控过程中释放的热量等关键特性,评估电池的热稳定性。

测试标准

  • 国际标准

    • UL 1973《储能电池安全标准》:规定了储能电池在热失控方面的安全要求和测试方法,确保储能系统的安全运行。

    • IEC 62619《工业用二次锂电池安全要求》:针对工业用二次锂电池,明确了热失控相关的性能和安全指标。

    • UN 38.3《危险品运输试验和标准手册》:在电池运输安全方面,对电池热失控特性的测试提出了严格标准。

  • 国内标准

    • GB/T 36276《电力储能用锂离子电池》:对电力储能用锂离子电池的热失控性能进行规范,保障储能电站的安全稳定运行。

    • GB 38031《电动汽车用动力蓄电池安全要求》:着重强调电动汽车用动力蓄电池的热失控安全要求,确保电动汽车的行驶安全。

    • JB/T 13507《锂电池热失控测试方法》:详细规定了锂电池热失控的测试流程和方法,为行业提供统一的测试标准。

测试仪器:仰仪ARC系列加速量热仪(兼容90A/420A/800B/1000A平台)

分类详情
高精度测量温度测量精度可达±0.1℃,能够精确捕捉电池在加热过程中微小的温度变化,确保测试数据的准确性。
宽范围适用性90A适用于小型圆柱电池(直径≤30mm),满足小型电子产品电池的测试需求。
420A可对中型方形/软包电池(边长≤600mm)进行有效测试,涵盖常见的动力电池规格。
800B和1000A则针对大型储能电池(边长≤1500mm),为储能电站用电池提供专业检测。
安全防护完善具备多重安全防护机制,如防爆外壳设计,可承受高压力,防止热失控时电池爆炸对设备和人员造成伤害;同时配备气体检测装置,实时监测热失控过程中产生的有害气体。
数据采集与分析功能强大能够实时同步采集温度、压力、电压等多参数数据,并自动生成详细的数据报告和分析图表,方便用户直观了解测试结果。

测试方案

  1. 样品准备

    • 选择具有代表性的电池样品,记录电池的型号、规格、生产厂家等信息。

    • 按照标准充电流程将电池充电至指定的荷电状态(如SOC = 100%),并测量记录电池的初始容量、内阻等性能参数。

  2. 仪器安装与调试

    • 将电池样品小心安装到仰仪ARC系列加速量热仪的测试腔体内,确保安装位置准确,连接可靠。

    • 安装高精度温度传感器和压力传感器,使其与电池良好接触,保证数据采集的准确性。

    • 对仪器进行调试,检查仪器的各项参数设置是否正确,确保仪器正常运行。

  3. 测试过程

    • 启动加速量热仪,设置初始温度为25℃,并保持稳定。

    • 以一定的加热速率(如0.5℃/min)对电池进行加热,模拟电池在异常工况下的升温过程。

    • 在加热过程中,实时监测电池的温度、压力变化,当温度变化速率超过设定阈值(如1℃/min)时,判定电池进入热失控状态,记录此时的温度、压力等相关数据。

    • 持续监测电池热失控过程,直至电池温度和压力稳定或达到测试终止条件。

  4. 数据记录与分析

    • 全程记录电池在加热和热失控过程中的温度、压力、时间等数据,并绘制温度 - 时间曲线、压力 - 时间曲线等图表。

    • 对测试数据进行分析,计算电池热失控起始温度、最大温升速率、热失控过程释放的热量等关键参数。

    • 根据测试数据和分析结果,评估电池的热稳定性,判断电池是否符合相关安全标准要求。

  5. 重复测试:对同批次的多个电池样品进行至少3次重复测试,以确保测试结果的可靠性和重复性。计算每次测试数据的偏差,若偏差在允许范围内(如5%以内),则取多次测试数据的平均值作为最终测试结果。

测试结果

  1. 核心热失控参数

    • 热失控起始温度(Tonset):电池开始进入热失控状态的温度,是评估电池热稳定性的重要指标,Tonset越高,电池在正常使用过程中越不容易发生热失控。

    • 最大温升速率(dT/dt):反映电池热失控过程中温度上升的快慢程度,dT/dt越大,热失控发展越迅速,电池的安全性风险越高。

    • 热失控释放热量(Q):热失控过程中电池释放的总热量,用于评估热失控对周围环境和设备的影响程度。


  2. 失效模式分析

    • 观察电池在热失控过程中的外观变化,如膨胀、破裂、冒烟、起火等现象,分析电池失效的原因和模式。

    • 结合电池材料成分和结构设计,判断是由于材料热稳定性差、隔膜失效还是其他原因导致的热失控,为电池改进提供方向。

测试报告

  1. 报告内容

    • 基本信息:包括测试样品的详细信息(型号、规格、生产厂家、批次等)、测试日期、测试环境条件等。

    • 测试依据:明确列出本次测试所依据的国际国内标准号及标准名称,如UL 1973、GB 38031等。

    • 测试数据:以图表和表格的形式呈现测试过程中记录的温度、压力等数据,以及计算得到的热失控起始温度、最大温升速率、热失控释放热量等关键参数。

    • 结果分析:对测试数据进行详细分析,评估电池的热稳定性,判断电池是否满足相关安全标准要求。同时,针对测试结果提出改进建议,如优化电池材料配方、改进电池结构设计等。

  2. 报告特点

    • 报告采用中英文双语版本,方便国内外客户使用,满足全球市场的需求。

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