锂电池热失控产气分析测试服务揭秘

热失控产气分析

2025-04-24

热安全检测实验室（ThermSafe）为您提供专业的锂电池热失控产气收集分析测试服务。此测试能够精准收集并详细分析锂电池在热失控过程中产生的气体，为电池的安全性能评估、热管理系统设计以及电池材料研发提供关键且全面的数据支持，助力提升锂电池的安全性和可靠性。

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锂电池热失控产气收集分析测试

测试目的

  1. 评估安全风险：通过分析热失控产生气体的成分、含量和产气速率，准确评估电池热失控时引发的火灾、爆炸以及有害气体泄漏等安全风险，为制定安全防护措施提供依据。
  2. 优化热管理系统：依据产气特性，优化电池热管理系统的设计，如调整散热结构、设置合适的泄压通道和气体处理装置，以降低热失控带来的危害。
  3. 指导材料研发：对比不同材料电池的产气情况，筛选出更安全、产气特性更优的电池材料，推动锂电池材料的研发和改进。

测试原理

  1. 热失控触发：运用特定方法（如加热、过充、针刺等）触发锂电池热失控，模拟电池在实际使用中可能遭遇的极端状况。
  2. 气体收集：在热失控过程中，使用密封性能良好的收集装置将产生的气体收集起来，防止气体泄漏，确保收集到的气体具有代表性。
  3. 成分分析：采用先进的分析仪器（如气相色谱 - 质谱联用仪等）对收集到的气体进行成分分析，确定气体中各种成分的种类和含量。
  4. 数据监测：实时监测收集装置内的压力、温度等参数变化，记录热失控过程的关键信息。

测试标准

  • 国际标准：
  • UL 1642《锂离子电池安全标准》：对锂电池热失控安全方面有相关要求，可为产气收集分析测试提供一定参考。
  • IEC 62133《含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组 便携式密封单体蓄电池的安全要求》：涉及电池安全相关内容，在热失控产气方面有一定指导意义。
  • 国内标准：
  • GB/T 31485《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》：对电动汽车用动力蓄电池热失控测试有规范，可作为产气收集分析测试的依据。
  • GB 38031《电动汽车用动力蓄电池安全要求》：明确了电动汽车用动力蓄电池热失控相关的安全要求和测试方法。

测试仪器


分类详情热失控触发与监测设备仰仪BAC - 420A/800B/1000A全尺寸电池绝热量热仪，温度监测精度可达±0.1℃，压力监测精度高，能够精确捕捉电池热失控过程中温度和压力的微小变化。具备双重泄压保护（爆破片 + 弹簧锁），承压能力高达2MPa，有效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。气体收集装置采用高密封性的气体收集容器，确保热失控产生的气体能够完整收集，同时配备压力传感器，实时监测收集过程中的压力变化。气体成分分析仪器气相色谱 - 质谱联用仪，能够快速、准确地分析气体中的各种成分及其含量，检测限低，分析精度高。

测试方案

  1. 样品准备：
  • 选取具有代表性的锂电池样品，详细记录电池的型号、规格、生产厂家等信息。
  • 将电池充电至标准荷电状态（如SOC = 100%），并测量记录电池初始容量、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BAC - 420A/800B/1000A全尺寸电池绝热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、压力传感器，使其与电池和收集装置良好接触，保证数据采集的准确性。
  • 连接气体收集装置，确保密封良好，无气体泄漏。
  • 对气相色谱 - 质谱联用仪等分析仪器进行调试，确保仪器处于最佳工作状态。
  • 对所有仪器进行全面调试，检查各项参数设置是否正确，确保整个测试系统正常运行。
  1. 热失控触发与气体收集过程：
  • 采用合适的方式触发电池热失控，如通过加热装置将电池加热至热失控起始温度。
  • 在热失控过程中，实时监测并记录温度、压力随时间的变化曲线。
  • 热失控产生的气体通过密封管道进入气体收集装置，收集过程中持续监测收集装置内的压力变化。
  • 当热失控结束，温度和压力稳定后，停止气体收集。
  1. 气体成分分析过程：
  • 将收集到的气体样品转移至气相色谱 - 质谱联用仪中进行分析。
  • 按照预设的分析程序，对气体中的各种成分进行分离和检测。
  • 通过与标准谱图对比，确定气体中各种成分的种类和含量。
  1. 数据记录与分析：
  • 全程记录电池热失控过程中的温度、压力、时间等数据，以及收集装置内压力变化数据和气体成分分析结果。
  • 根据收集装置的容积和压力变化，计算热失控产生的气体体积。
  • 分析温度、压力变化曲线，确定热失控起始时间、产气速率等关键参数。
  • 对气体成分分析结果进行深入分析，了解不同成分的产生规律和相互关系。
  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. 产气体积：得到锂电池在热失控过程中产生的气体总体积，这是评估热失控危害程度的重要指标。
  2. 产气速率：分析得出热失控过程中气体产生的速率随时间的变化情况，有助于了解热失控的发展过程。
  3. 气体成分与含量：明确热失控产生气体中各种成分的种类和具体含量，为评估火灾、爆炸和有害气体泄漏风险提供依据。
  4. 结果分析：对比不同批次、不同材料或不同设计的电池产气体积、产气速率和气体成分，分析其差异原因，为电池的安全性能改进提供方向。

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。
  • 测试数据：以图表和表格的形式呈现热失控过程中的温度、压力变化数据，计算得到的产气体积、产气速率，以及气体成分分析结果。
  • 结果分析：对测试结果进行详细分析，评估电池的热失控产气特性，判断电池是否满足相关安全要求。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、完善热管理系统等。
  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。


文章来源：锂电池测试项目 | 原文链接：查看原文 | 版权归原作者所有，如有侵权请联系删除。

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