单体电池挤压试验检测
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发布时间:2025-05-24 09:03:07 更新时间:2025-05-23 09:03:07
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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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随着锂离子电池在新能源汽车、储能系统及消费电子等领域的广泛应用,其安全性问题受到高度关注。单体电池作为电池系统的核心单元,在极端物理条件下(如挤压、穿刺、撞击等)可能发生热失控,导致起火或爆炸风险。挤压试验是模拟电池在车辆碰撞或外力冲击场景下的安全性评估手段,通过检测电池在机械应力作用下的反应,验证其结构稳定性和安全防护能力。该试验不仅为电池设计提供改进依据,也是产品出厂前必须通过的强制性安全测试项目之一。
单体电池挤压试验的核心检测项目包括: 1. 机械完整性测试:评估电池外壳在挤压过程中的形变情况,是否发生破裂或电解液泄漏; 2. 热稳定性监测:记录挤压过程中电池表面及内部温度变化,检测是否出现异常升温或热失控; 3. 电气性能检测:测试电池在受压后的电压、内阻及容量衰减情况,判断内部结构是否受损; 4. 安全失效判定:观察是否发生冒烟、起火、爆炸等危险现象,确定安全阈值。
挤压试验需依赖高精度设备完成,主要仪器包括: 1. 液压/电动挤压试验机:提供可调节的挤压力(通常覆盖10kN至200kN范围),支持恒速施压; 2. 温度采集系统:配备热电偶或红外热像仪,实时监测电池外部及内部温度; 3. 电压/电流监测装置:高精度数据采集卡与电化学工作站,记录电池受压时的电压波动; 4. 高速摄像系统:捕捉挤压过程中电池的物理形变与安全失效动态过程。
典型的挤压试验流程如下: 1. 预处理:将电池充电至满电状态(SOC 100%),置于恒温环境(25±2℃)中静置24小时; 2. 设备校准:根据标准要求设置挤压方向(如径向或轴向)、速度(1-10mm/s)及终止条件(压力值或形变量); 3. 施压测试:以恒定速率施加压力直至达到预设阈值(如电池变形量达30%或挤压力达100kN),保持压力至触发安全响应; 4. 数据记录与分析:全程采集温度、电压、压力曲线,试验后拆解电池检查内部短路情况。
国内外主要参考标准包括: 1. GB 38031-2020(中国电动汽车用动力蓄电池安全要求):规定挤压速度≤10mm/s、挤压力≥100kN或形变达30%时停止; 2. UN 38.3(联合国危险品运输试验手册):要求施加13kN压力至电池直径的85%并维持10分钟; 3. SAE J2464(美国汽车工程师协会标准):涵盖多轴挤压模式及失效判据; 4. IEC 62660-2(国际电工委员会标准):针对动力电池机械滥用测试的通用规范。
通过上述标准化检测流程,可系统性评估单体电池在极端挤压工况下的安全性能,为电池技术优化与行业监管提供科学依据。
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
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