锂电池热失控测试

ARC加热热失控

2025-04-24


热安全检测实验室（ThermSafe）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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  • 公司名称：合肥格朗检测科技有限公司
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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。
  1. 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。
  1. 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。
  1. 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。
  1. 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。
  1. 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。
  1. 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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