GB/T 36276电池绝热温升测试
绝热温升是衡量锂离子电池在极端热滥用条件下本征热安全性的核心指标,直接反映电芯在热量无法散失的“最恶劣工况”下发生自热失控的剧烈程度和能量释放强度。本测试严格依据GB/T 36276《电力储能用锂离子电池》标准执行,采用绝热加速量热仪,在近似绝热的环境中精确捕捉电池自发热起始温度、热失控触发温度、最高温度及绝热温升(最高温度与自发热起始温度之差)等关键特征参数。数据直接用于储能电池的型式试验判定、热管理设计校核及热失控预警阈值标定,是电芯通过国标认证、提升本征安全水平的必备测试。
使用仪器
BAC-90A/BAC-420A
项目介绍
服务概述
GB/T 36276电池绝热温升测试是电力储能用锂离子电池型式试验中的关键安全检测项目,采用绝热加速量热仪(ARC)的加热-等待-搜寻(HWS)模式执行。测试通过构建近似绝热的环境,模拟电芯在实际储能模组中热量积聚无法及时散失的“最恶劣工况”,精确测定电芯从自发热起始到热失控全过程的温升特性,为储能电站的安全设计和事故防范提供不可替代的数据支撑。
什么是绝热温升?为什么它是储能电池安全的“试金石”?
绝热温升是指在绝热条件下,电池自发热起始温度(T₀)与热失控达到的最高温度(T_max)之间的温度差值。该参数直接反映了电芯在极端热滥用条件下内部储存能量的释放强度。
- 绝热温升较小(如<300℃): 电芯热失控能量释放相对温和,热扩散蔓延风险较低。
- 绝热温升中等(如300~600℃): 失控剧烈程度显著增加,模组级热管理及隔热设计需充分考虑。
- 绝热温升较大(如>600℃): 失控爆发猛烈,可能瞬间喷射高温烟气及火焰,对系统级安全防护要求极高。
GB/T 36276-2023将绝热温升作为储能电池热失控评估的关键指标之一,要求电芯在规定测试条件下完成热失控试验并记录绝热温升数据,用于型式检验判定。
测试原理
ARC量热仪通过HWS模式实现绝热追踪:
- 加热(Heat): 按设定步长阶梯升温,腔体温度实时追踪样品温度,消除热交换。
- 等待(Wait): 达到目标温度后进入等温平衡,使样品与腔体环境温度趋于一致。
- 搜寻(Seek): 监测样品自放热速率;一旦超过灵敏度阈值(如0.02℃/min),系统自动切换至绝热跟踪模式,腔体温度同步匹配样品温度。
绝热跟踪模式下,电池内部副反应持续放热且无热量散失,温度不断攀升直至触发热失控。全程记录时间-温度-压力曲线,精准捕获T₀、T_TR、T_max等特征温度,计算ΔT_ad。
关键参数与判定依据
| 参数符号 | 参数名称 | 物理意义 | 工程应用 |
|---|---|---|---|
| T₀ | 自发热起始温度 | 电池内部开始出现可检测放热反应的温度阈值 | BMS热预警阈值设定参考 |
| T_TR | 热失控触发温度 | 电池进入不可逆热失控阶段的温度节点 | 模组热扩散防护设计依据 |
| T_max | 最高热失控温度 | 热失控过程中电芯达到的峰值温度 | 评估失控能量释放强度 |
| ΔT_ad | 绝热温升 | T_max 与 T₀ 的差值 | GB/T 36276型式试验判定指标 |
| dT/dt_max | 最大温升速率 | 热失控剧烈程度的直接度量 | 泄压防护响应时间设计 |
GB/T 36276相关要求
- 适用范围:电力储能用锂离子电池单体、模块及电池簇。
- 测试条件:电芯通常以满充态(100% SOC)进行测试,模拟最具危险性的使用状态。
- 热失控触发方式:可通过外部加热或过充等方式触发热失控,ARC的HWS模式即为标准认可的外部加热触发方式之一。
- 数据要求:记录热失控过程中的温度、电压、压力等数据,计算绝热温升,评估热失控能量释放等级。
测试条件与样品要求
- 环境温度:(20 ± 5) ℃,测试须在防爆通风实验室进行。
- 样品状态:按标准或客户需求设定SOC(通常满充态),电芯无物理损伤、鼓包、漏液。
- 测试时长:视电芯容量及自发热特性,完整HWS循环通常持续数小时至数十小时。
- 测试模式:开放式(直接监测电芯本体温变)或密闭式(收集气体、监测产气压力),两种模式均可选择。
交付物与报告
试验完成后,您将获得一份符合GB/T 36276要求的专业测试报告,内容包括:
- 样品完整信息(规格、容量、正极材料、SOC状态等)
- HWS测试全程温度-时间曲线、压力-时间曲线
- 特征温度参数表(T₀、T_TR、T_max)及绝热温升ΔT_ad
- 最大温升速率dT/dt_max
- 热失控过程现象描述(是否起火、喷射、爆燃等)
- 试验结论与安全应用建议
报告可作为储能电池产品认证、型式检验、安全评估及保险审核的技术支撑文件。
关联服务
- 电池材料热稳定性HWS筛选研究(正极/负极/电解液/隔膜绝热分解温度)
- 过充/过放/短路/针刺等电滥用与机械滥用下的热失控测试
- 电芯比热容(Cp)测定
- 电池充放电循环产热特性及大倍率工况下温升测试
- 模组热失控蔓延(热扩散)测试
- GB/T 36276全项型式试验服务
参考标准
- GB/T 36276-2023 电力储能用锂离子电池
- GB 38031-2020 电动汽车用动力蓄电池安全要求
- IEC 62619 含碱性或其它非酸性电解质的蓄电池和电池组 安全要求
- UL 9540A 储能系统和设备热失控蔓延安全评估
测试流程
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样品准备:确认电芯规格、SOC状态,检查无鼓包漏液,按标准规定预循环并调整至目标SOC
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装样与传感器安装:将电芯固定于绝热支架/密封罐内,热电偶贴附于电芯表面关键位置,连接电压、压力监测线束
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设备初始化:密封量热腔体,设定HWS起始温度(通常50℃)、加热步长(5℃)、等待时间及检测灵敏度(0.02℃/min)
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HWS加热-等待-搜寻:系统阶梯升温→等温平衡→监测自放热;若检测到自发热速率超过灵敏度阈值,自动转入绝热追踪模式
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绝热追踪与热失控:腔体温度实时匹配样品温度维持绝热环境,全程记录温度、压力、电压直至热失控结束
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数据提取:提取自发热起始温度T₀、热失控触发温度T_TR、最高温度T_max,计算绝热温升ΔT_ad = T_max - T₀
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报告生成:出具符合GB/T 36276要求的完整测试报告
注意事项
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测试前务必确认电芯无物理损伤、鼓包及漏液,SOC状态按标准或客户需求设定
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大容量储能电芯(≥100 Ah)热失控释放能量极大,须使用具备防爆能力的专用量热仪和密闭测试罐体
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绝热测试耗时较长(数小时至数十小时),请预留充足测试周期
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密闭测试罐需实时监测内部压力,防止超压风险;开启前确认压力已完全释放
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测试须在具备防爆通风的专业实验室进行,操作人员需穿戴耐高温防护装备
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试验结束后量热腔体温度较高,须充分冷却后方可进行下一次装样