锂电池宽温域比热容测试研究：BAC-420B 绝热量热仪应用与格朗检测服务解析

一、前言

比热容是进行锂电池热管理系统瞬态仿真的关键热物性参数，用于定量分析电池升降温特性与电芯间热传递规律等。锂离子电池的适宜工作温度一般为20~50℃，但其工作环境覆盖北方冬季室外-30℃的严寒到炎炎夏日地表接近70℃的高温，因此必须考虑极端环境下的电池热管理策略。为了精确、有效地开展上述高低温工况下的热管理仿真，即要求获得电池在宽温域下的变温比热容数据。

电池绝热量热仪是测定电芯比热容的有效手段。本文使用BAC-420B低温型大型电池绝热量热仪，基于独创的差示绝热追踪测试原理，准确测定了锂电池在-30~65℃范围内的变温比热容。

二、实验部分

2.1 实验原理

本实验采用差示绝热追踪法测定锂电池比热容，其核心原理基于能量守恒定律。在准绝热环境中，系统吸收的热量等于样品升温所需热量与环境热耗散之和：

传统量热法难以精确测量Q_loss，而差示绝热追踪技术通过引入已知比热容的标准样品（铝块），建立双样品对比模型：

通过精密控制电池与参比样品的加热功率和温升速率，使两者与环境的热交换条件一致，从而消除Q_loss影响，直接通过公式2计算样品比热容。

2.2 实验仪器

本实验采用BAC-420B低温型大型电池绝热量热仪，该设备由合肥格朗检测科技有限公司联合之量科技研发，专为动力锂电池热物性测试设计，主要技术参数如下：

该仪器采用独特的三温区设计（样品区、防护区、环境区），通过高精度热电偶实时监测各区温度，并动态调整加热功率，确保样品处于准绝热环境中。其核心技术包括：

• 液氮辅助低温系统：采用闭环液氮吹扫技术，实现-35℃低温环境，液氮消耗量＜0.5L/h

• 柔性加热膜技术：定制PI加热膜，厚度仅0.1mm，热响应时间＜0.5s，确保均匀加热

• 多通道数据采集：同步采集温度、电压、电流数据，采样频率最高10Hz

• 智能绝热追踪算法：基于模糊PID控制，自动调整防护区温度，使样品与环境热交换趋近于零

2.3 样品制备

实验选用市售LFP磷酸铁锂软包电池，具体参数如下：

样品制备步骤：

1. 使用蓝电电池充放电测试仪将电池充至100%SOC，充电电流1C，截止电压3.65V

2. 将PI加热膜裁剪至390mm×130mm尺寸，均匀涂抹导热硅胶后粘贴于电池正反两面

3. 在电池表面均匀布置3个T型热电偶，分别位于中心和对角线1/3处，使用高温胶带固定

4. 将加热膜与热电偶引线通过密封接头引出，确保测试过程中连接稳定

5. 将制备好的电池样品与同尺寸标准铝块（质量635g±5g）分别安装至量热仪样品舱

2.4 实验步骤

实验采用分段式变温测试方法，具体步骤如下：

为确保测试准确性，实验前进行了系统标定，使用标准物质（蓝宝石）验证仪器测量精度，相对误差＜±2%，满足ASTM E1269标准要求。

四、结论与展望

利用BAC-420B大型电池绝热量热仪可以测量电池在宽温域内的比热容数据，能够帮助研究人员更全面地进行热管理设计，优化电池系统在高低温工况下的性能。合肥格朗检测科技有限公司提供专业的锂电池热物性测试服务，如需了解宽温域比热容测试详情，欢迎访问官网或联系我们获取技术方案。