针刺测试是验证锂离子电芯在遭受金属异物刺入(模拟锂枝晶生长刺穿隔膜、车辆碰撞异物侵入等极端场景)时是否会发生热失控的最严苛机械滥用测试之一。本测试严格依据GB/T 38031-2025、GB/T 31485及UL 2580等国内外核心标准执行,采用高疲劳强度钨
针刺测试是验证锂离子电芯在遭受金属异物刺入(模拟锂枝晶生长刺穿隔膜、车辆碰撞异物侵入等极端场景)时是否会发生热失控的最严苛机械滥用测试之一。本测试严格依据GB/T 38031-2025、GB/T 31485及UL 2580等国内外核心标准执行,采用高疲劳强度钨钢针在程控速度下垂直刺穿满充态电芯几何中心,实时监测刺入瞬间及后置观察期内的电压骤降、外壳温度剧变、电解液泄漏及起火爆炸倾向。测试过程可选用开放式防爆环境,或联合密封罐进行精准产气体积与组分分析(此时可配合ARC绝热加速量热仪模拟最恶劣热量积聚工况),为电芯本征安全设计、隔膜机械强度优化及整车/储能系统的电气保护策略提供不可替代的底线数据。
针刺热失控测试是验证锂离子电池在遭受金属异物穿透时是否具备本质安全能力的关键滥用测试。本服务执行GB 38031-2025《电动汽车用动力蓄电池安全要求》、GB/T 31485《动力型锂离子蓄电池安全要求》以及汽车行业国际基准的严苛规定,重点针对高镍三元、磷酸铁锂、固态或半固态电池进行差异化机械贯穿研究。测试过程模拟车辆碰撞、底盘托底或异物侵入后电芯隔膜瞬间撕裂的最恶劣短路线条件,为电芯安全设计、模组防护结构与PACK级防爆策略提供最直接的底线检验数据。
当特定直径的金属钢针以高速刺穿电池内部结构时,阳极与阴极在钢针表面发生剧烈的内短路。瞬间产生的焦耳热(Q = I²R)使短路点温度升至数百摄氏度,触发以下连锁反应:
相比过充或外部加热,针刺引发的内短路更加猛烈且难以通过常规BMS或保险装置切断。
重要说明:针刺测试曾是电池滥用测试中的强制项目,在特定标准版本中因部分高安全性电芯无反应而一度降为选测项。但最新发布的GB 38031-2025对热失控触发方式的要求已扩展为加热、针刺等多种模式供选择,且2小时不起火、不爆炸且测温≤60℃的判定要求对通过针刺触发热失控也是适用的。国际市场端(如出口美国的相关整车OEM)仍保留该项作为底线验证。测试报告仍是中国动力电池电芯出口欧美以及国内高端储能项目的进阶安全背书。
根据GB 38031-2025及UL 2580标准核心逻辑,电芯针刺后执行以下分级判定:
出具严密的电芯钠危穿透性测试原始图谱分析报告,包含:
数据为电芯的隔膜安全性设计、热管理及防护策略提供精准支撑,并可导入结构拓扑模型进行后续防爆阀泄压能力验证。
样品准备:确认电芯规格、SOC状态(通常为满充态最具破坏力),检测初始开路电压与绝缘电阻,记录外观无鼓包漏液。
工装装夹:在防爆罐内固定被测电芯,保证钢针轴线垂直对准电芯大面几何中心,连接温度热电偶及电压采样线。
参数设定:依据标准选择钢针直径(通常5mm或8mm)及贯穿速度(通常20mm/s),设定刺入终止位置(贯穿电芯本体全厚度)。
针刺执行与动态监测:启动针刺程序,高速摄像头同步记录刺入瞬间烟火喷射,传感器全程记录电压跌落曲线及壳体温度攀升速率。
静置观察与终止:钢针停在刺入位置维持1小时以上,观察有无持续起火或二次爆燃。
数据整理:提取针刺瞬间电压降、最高温度、漏液及起火持续时间、产气压力峰值等关键特征参数并形成报告。
联合分析(可选):若在密封罐中执行针刺测试后,可将密封罐整体移入绝热加速量热仪ARC系统内,激活HWS模式研究针刺触发后的绝热蔓延特征及产气毒性分析。
BAC-420A/针刺挤压综合试验机(钨钢针直径3~8mm可调、穿透速度10~40mm/s、最大压力>13kN、刺穿深度可预置)、防爆密封测试罐、多通道温度/电压/压力高速采集系统、绝热加速量热仪ARC(用于针刺触发后HWS模式下的绝热蔓延与产气联合分析)、高速摄像监测系统、可燃气体检测仪、独立通风排烟系统。
常规排期 3–7 个工作日,具体取决于样品数量与测试设置;需要加急时可在预约时注明。
与样品规格和测试项目有关,请在预约时说明样品类型与数量,工程师会给出具体送样要求。
报告写明所依据的测试方法、样品信息与测试条件,可用于研发验证、供应商评估与内部质量分析;如需对外提交,建议提前与接收方确认要求。