热滥用(电芯)检测
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发布时间:2025-07-24 11:56:06 更新时间:2025-07-23 11:56:06
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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热滥用检测是锂离子电池(电芯)安全性能评估的核心环节之一,特别是在现代电子设备、电动汽车和储能系统日益普及的背景下。热滥用测试模拟电池在极端高温环境下的表现,如外部热源侵入或内部短路导致的温度骤升,旨在评估电池是否会发生热失控、起火或爆炸等安全事故。这种测试至关重要,因为它直接关系到用户安全、设备可靠性以及环境保护;例如,在电动汽车中,电池热失控可能引发连锁反应,造成重大财产损失或人身伤害。热滥用检测不仅适用于研发阶段的质量控制,还广泛应用于生产验收、市场监管和认证流程中,确保电池产品符合全球安全规范。随着电池技术快速发展,测试标准不断更新,以应对高能量密度电池带来的新挑战。本文将系统介绍热滥用(电芯)检测的关键内容,包括检测项目、使用的仪器、执行方法以及相关国际和国家标准,为行业从业者提供实用参考。
热滥用检测涉及多个关键项目,这些项目旨在全面评估电池在高温条件下的安全性能。主要检测项目包括:温度变化监测(记录电池表面和内部温度随时间的变化曲线),电压波动分析(观察电池在热负荷下的电压变化,以识别内部短路或失效),气体产生与泄漏检测(检查是否有有害气体如CO或H2释放,指示化学分解),物理变形观察(如膨胀、破裂或融化),以及热失控事件记录(是否发生起火、爆炸或剧烈放热)。这些项目需在标准化条件下进行,确保结果可重复可比对,最终用于判断电池是否通过安全阈值。
热滥用检测依赖于高性能仪器来实现精确控制和数据采集。核心仪器包括热箱或温度控制室(用于将环境温度精确升至目标值如130°C或更高,温度精度需优于±2°C),热电偶和数据记录系统(多通道热电偶实时监测电池各点温度,数据记录仪每秒采集并存储数据),电压测试仪(高精度数字电压表监控电池电压变化),高速摄像机(以每秒数千帧的速度捕捉电池物理反应,如变形或起火瞬间),以及气体分析仪(如质谱仪或红外传感器,检测释放气体的成分和浓度)。此外,安全防护设备如防爆箱和废气处理系统也是必备的,以防止测试过程中发生意外扩散风险。
热滥用检测方法遵循标准化流程,确保测试的一致性和可靠性。典型步骤包括:首先,准备电池样品(通常为充满电状态的新品),将其固定在热箱内的指定位置;其次,设置热箱温度程序(例如,从室温以5°C/分钟速率升温至130°C,或直接设定目标温度),并启动实时监测系统;接着,持续记录温度、电压等参数,同时通过摄像机观察物理反应;测试持续到电池发生故障(如温度超过150°C或电压降至0V)或达到预设时间(通常30-60分钟);最后,分析数据以评估电池性能(如是否出现热失控),整个过程需在通风良好的实验室环境中进行,操作员需遵守安全规程,避免直接暴露风险。
热滥用检测必须遵循国际和国家标准,以确保全球互认和合规性。主要标准包括IEC 62133(国际电工委员会标准,规定二次电池安全要求,其中热滥用测试需在130°C下维持30分钟),UL 1642(美国安全标准,针对锂离子电池,要求测试温度达150°C并监测是否起火),GB 31241(中国国家标准,便携式锂离子电池安全规范,明确热滥用测试参数如温度范围和观察指标),以及UN 38.3(联合国运输安全标准,包含热滥用测试作为电池运输认证的一部分)。这些标准详细定义了测试条件、合格判据(如不允许起火或爆炸)和报告格式,帮助制造商和测试机构实现统一评估。标准定期更新以反映技术进步,例如新版本IEC 62133-2增加了对高镍电池的特殊要求。
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
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