电池热失控测试简介

电池绝热量热仪可用于研究方形、软包等大尺寸电芯以及小型模组等热失控、热蔓延机制。电池绝热量热仪根据电池温度变化，动态调节量热腔温度，通过消除电池与量热腔之间的温差实现电池绝热。其具备电池热失控、绝热温升、充放电产热、比热容等测试模式，可精准获取电池充放电产热和比热容、热失控起始温度、最大热失控速率、绝热温升特性、热失控产气量和产气速率等参数，也可通过与气相色谱、傅里叶红外及质谱等联用获取更多的热失控产气信息。仪器可为锂电池及电池模组安全性能评估提供数据依据，为动力电池热管理系统设计提供指导。

电池热失控测试标准

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

产品规格及技术参数

*其他尺寸接受定制

功能模式

选配功能

电池热失控测试旨在评估电池在条件下的安全性能，通过模拟过充、加热、针刺等滥用条件，观察电池的热失控行为及系统响应，其测试过程可分为准备阶段、试验阶段、观察记录阶段、评估分析阶段，具体流程及关键要点如下：  

一、准备阶段  

样品选择与预处理  

选择满充电状态的电池单体或模块，确保其处于健康状态（SOH>80%）。  

根据测试需求，对电池进行预循环处理（如以恒定倍率充放电3次），使其状态稳定。  

记录电池的初始质量、电压、内阻等基础数据。  

测试环境搭建  

设备准备：配备加热装置（如加热板、薄膜加热片）、温度传感器（K型热电偶）、电压采集设备、数据记录仪、绝热加速量热仪（ARC）等。  

环境控制：在恒温箱或环境舱中模拟不同温度条件（如25±5℃），确保测试环境稳定。  

安全防护：在防爆箱内进行测试，配备灭火装置、防爆阀、泄压口等，防止测试过程中发生爆炸或火灾。  

测试方案制定  

明确测试目的（如评估热失控触发条件、传播规律或安全防护措施有效性）。  

设计测试工况（如过充、加热、针刺、短路等），并设定测试参数（如加热功率、充电倍率、温度阈值等）。  

规划数据采集点（如电池表面温度、电压、内部气压等），并确定采样频率（≥1Hz）。  

二、试验阶段  

电池单体热失控试验  

过充触发：以1C或更高倍率的电流对电池持续充电，直至电池电压超过安全阈值（如4.2V），触发过充热失控。  

加热触发：使用加热装置对电池表面进行加热，加热功率根据测试需求调整（如从50W逐步增加至200W），直至电池温度达到热失控触发点（如180-250℃）。  

针刺触发：使用钢针以一定速度（如10-30mm/s）刺入电池，造成内部短路，触发热失控。  

电池包/系统热扩散试验  

改装电池包：在电池包中选择一个电池单体作为触发热失控的对象，安装加热装置或针刺设备，并布置温度、电压、气压等传感器。  

触发热失控：采用加热、针刺或过充等方式触发目标电池单体热失控，观察热量扩散至其他单元的过程。  

系统响应监测：记录电池包内其他电池单体的温度变化、电压波动及系统防护措施（如断电、排气、隔热等）的响应情况。  

三、观察记录阶段  

实时数据采集  

记录电池表面的温度变化曲线、电压变化曲线、内部气压变化曲线等。  

使用红外热像仪捕捉电池表面温度分布，生成热图序列。  

记录测试过程中的视觉现象（如冒烟、起火、爆炸、外壳破裂等）。  

关键参数提取  

热失控温度：记录电池表面达到的最高温度（如350℃）及热失控触发温度（如186℃）。  

温升速率：计算电池在热失控过程中的温升速率（如dT/dt>3℃/s）。  

产气量：通过气压传感器或气体收集装置测量电池热失控过程中产生的气体量及产气速率。