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蓄电池单元热失控试验检测

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发布时间：2025-05-23 17:58:49 更新时间：2025-05-22 17:58:49

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

蓄电池单元热失控试验检测的重要性

随着新能源汽车、储能系统及便携式电子设备的快速发展，锂离子电池等蓄电池单元的安全性成为行业关注的核心问题。热失控是蓄电池最严重的安全隐患之一，指电池内部因过充、短路、高温或机械损伤等原因引发不可控的放热反应，最终导致起火或爆炸。为评估蓄电池的耐热性能和热失控传播特性，热失控试验检测成为研发、生产及认证环节中不可或缺的测试项目。通过科学规范的检测手段，可以有效识别电池设计缺陷，优化热管理系统，并降低实际应用中的安全风险。

检测项目与核心指标

蓄电池单元热失控试验的主要检测项目包括：
1. 热失控触发条件：通过针刺、加热、过充等方式模拟电池内部故障，记录触发热失控的临界温度、电压或电流值。
2. 温度分布监测：实时监测电池表面及内部的温度变化，分析热扩散速度和热点形成规律。
3. 气体成分分析：收集热失控释放的气体（如CO、H₂、CH₄等），评估有毒可燃气体对安全的影响。
4. 压力变化测试：测量电池壳体在热失控过程中的压力变化，判断防爆设计是否有效。
5. 燃烧特性评估：记录火焰持续时间、蔓延范围及热释放速率等参数。

检测仪器与设备

实现精准检测需依赖专业仪器：
- 热箱试验系统：提供可控的高温环境，模拟电池外部热冲击。
- 多通道温度采集仪：配备热电偶或红外传感器，精度需达到±1℃以内。
- 气体色谱分析仪（GC-MS）：用于定量分析热失控释放的气体种类及浓度。
- 压力传感器与高速摄像机：同步记录壳体破裂瞬间的压力峰值和动态过程。
- 热流密度计：测量电池表面热辐射强度，评估热失控传播风险。

检测方法与流程

试验通常遵循以下步骤：
1. 样本预处理：将电池充电至指定SOC（荷电状态）并静置稳定。
2. 触发方式选择：根据应用场景选择针刺（模拟内短路）、外部加热（模拟环境过热）或过充（模拟BMS失效）。
3. 数据同步采集：通过传感器记录温度、电压、压力等参数的实时变化，同步拍摄热失控过程影像。
4. 终止条件判定：以电池温度下降至环境温度或燃烧完全停止为试验结束标志。
5. 结果分析与报告：结合热力学模型评估热失控阈值，提出改进建议。

检测标准与规范

国内外主要参考标准包括：
- GB/T 36276-2018（电力储能用锂离子电池）：规定热失控触发热源功率、温度监测点布置要求。
- UL 1973（固定式储能系统）：要求电池模块在单节热失控时不应引发连锁反应。
- IEC 62619:2022（工业用二次锂电池）：明确过充/加热试验的触发条件与安全判据。
- UN 38.3（运输安全测试）：包含热扩散试验，验证电池包装的防火阻隔能力。