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针刺(模块)检测

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发布时间：2025-05-24 04:52:35 更新时间：2025-05-23 04:52:36

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

针刺（模块）检测概述

针刺检测是锂电池安全性能测试中的关键项目，主要用于模拟电池内部发生金属异物穿刺时的热失控反应。随着新能源汽车、储能系统等领域对动力电池安全性要求的不断提高，针刺测试已成为验证电池模块安全设计的核心检测手段。该检测通过模拟极端工况下的内部短路场景，评估电池在受到机械损伤时的热扩散特性、电压变化趋势及是否引发起火爆炸等危险情况，为电池系统的安全设计提供重要数据支撑。

主要检测项目

针刺检测包含多项关键指标：1) 热失控触发温度检测，监控针刺瞬间及后续的热量变化；2) 电压降幅测试，记录穿刺过程中的电压波动特性；3) 防爆性能验证，观察是否发生壳体破裂或电解液喷射；4) 热扩散控制评估，检测相邻电芯是否发生连锁反应；5) 表面温度分布测绘，使用红外热像仪记录热传播路径。部分高端测试还会同步采集气体成分，分析热失控时释放的可燃气体种类及浓度。

检测仪器设备

检测系统主要由以下设备构成：1) 数控针刺试验机，配备φ3-8mm钨钢针头，穿刺速度可调范围1-100mm/s；2) 高温绝缘测试台，耐温需达1200℃以上；3) 多通道数据采集系统，同步记录电压、温度、压力等参数；4) 红外热成像仪，空间分辨率不低于320×240；5) 防爆测试舱，符合EN 60079爆炸性环境防护标准；6) 高速摄像机（≥1000fps）用于捕捉穿刺瞬间的物理形变过程。

检测方法规范

标准检测流程包含五个阶段：预处理（电池荷电状态调整至100% SOC）、环境调试（25±2℃恒温箱静置24小时）、穿刺定位（垂直于极板方向中心点）、动态监测（同步采集16项参数）、失效判定。穿刺深度需完全穿透被测单元，停留时间不少于60秒。部分标准要求进行多位置循环穿刺，以验证模块整体防护性能。

执行标准体系

主流检测标准包括：1) GB/T 31485-2015《电动汽车用动力蓄电池安全要求》规定针刺速度10mm/s，监测1小时内是否起火爆炸；2) UL 1642要求钢针直径3mm，穿刺后观察7天；3) IEC 62133-2:2017新增模块级针刺测试规范；4) UN38.3第38.3.8条款对运输安全测试提出穿刺后电压监控要求。2023年新发布的GB 38031-2020更是将针刺测试列为动力电池强制性检测项目。