强制放电（电芯及单元组）检测：关键项目、仪器、方法与标准
强制放电测试是锂离子电池安全评估体系中的一项关键检验项目，主要用于模拟电池在极端异常使用条件下（如保护电路失效、深度过放或短路）的表现。其核心目的是评估电芯（单个电池）或由多个电芯组成的单元组（如电池模组）在被迫持续放电直至完全耗尽能量甚至反向充电时的安全性与可靠性。这种测试能揭示潜在的热失控风险、内部结构损坏（如隔膜破裂、锂枝晶形成）、电解液分解、气胀、泄漏、冒烟甚至起火爆炸等严重安全隐患。通过对强制放电过程中各项关键参数的监测，制造商、认证机构及用户能获得关于电池过放耐受能力及失效模式的重要信息，为产品设计改进、安全防护层级设定及最终应用风险评估提供科学依据。
检测项目
强制放电检测的核心观测项目包括：
- 过放电压与截止电压： 监测放电过程中电压的下降轨迹，特别是达到并低于制造商规定的最低电压（通常为0V或更低），并记录最终放电截止电压（可能为负值）。
- 温升与温度分布： 实时测量电芯外壳或单元组关键位置的温度，观察是否有异常温升、热点形成，并记录最高温度及温升速率。
- 外观变化：
目视检查或通过摄像头记录电芯/单元组在测试过程中及测试后的物理状态，如是否发生膨胀（鼓包）、变形、泄漏（电解液、气体）、冒烟、喷火或爆炸等。
- 电流与放电容量： 记录强制放电过程中的电流大小、波形及最终放出的总容量（通常以异常方式放出的容量远超正常容量）。
- 内部电阻变化： 测试前后测量电芯/单元组的直流内阻（DCIR）或交流内阻（ACIR），评估过放造成的内部损伤程度。
- 功能与安全失效判定： 评估测试后电芯/单元组是否彻底损坏，是否还能进行基本充放电，安全阀是否动作（如有），并记录任何失效模式。
检测仪器
进行强制放电测试需要依赖精密的专业设备，主要包括：
- 程控直流电源/电池测试系统： 核心设备。能够精确控制放电模式（恒流、恒功率等）、设定强制放电电流（通常远大于正常放电电流或设定为短路状态）、设定截止条件（如电压、时间、容量），并具备反接放电能力（模拟反向充电）。需具备高精度电压/电流测量、数据采集与记录功能。
- 高精度温度数据采集系统： 包含热电偶（K型或T型常用）或红外热像仪，用于多点、实时、连续监测电芯/单元组表面及环境温度。
- 安全防护箱/防爆测试箱： 具有阻燃、耐压、排气过滤（处理有害气体/烟尘）功能的密闭测试箱体，用于容纳被测样品，保障测试人员和环境安全。
- 数据采集与监控系统： 实时同步采集电压、电流、温度、时间等参数，进行可视化显示、存储和分析，通常集成在电池测试系统中。
- 视频监控系统： 耐高温防爆摄像头，用于记录测试过程中的物理现象（冒烟、起火等）。
- 内阻测试仪： 用于测试前后测量电芯/单元组的直流内阻或交流内阻。
检测方法
强制放电测试的典型方法步骤如下：
- 样品准备： 被测电芯或单元组按标准要求进行预处理（如标准充放电循环、充满电）。安装温度传感器于关键监控点。
- 设备连接与参数设置： 将样品置于安全防护箱内，连接测试夹具至电池测试系统。设置强制放电条件：
- 放电模式： 通常采用恒定电流（CC）模式。
- 放电电流： 依据标准规定或客户要求设定，通常设定为远高于额定放电电流的值（如>3C），或直接设置一个极低电阻模拟短路（电流可达数十甚至数百安培）。
- 截止条件： 设定终止电压（通常为0V或更低，如-1V, -2V等）或终止时间（如持续放电至某个特定时间点）。
- 执行测试： 启动测试程序，测试系统按设定条件进行强制放电。同时开启温度采集、视频监控。
- 实时监测与记录： 密切监控电压、电流、温度曲线变化，观察样品外观（通过视窗或视频），记录任何异常现象（如温升过快、鼓包、泄漏、冒烟、起火、爆炸）及发生时间。
- 测试终止与观察： 当达到预设的截止条件（电压/时间）或发生安全事件（如起火爆炸）时，测试自动或手动终止。记录终止状态。
- 后测试检查： 在安全条件下取出样品（需冷却），进行冷却后的外观检查、测量内阻变化、评估是否还能充电/放电（仅限未严重损坏样品）。
- 数据分析与报告： 整理所有监测数据、视频和观察记录，分析过放过程中的关键参数变化和安全表现，依据判定标准给出结论。
检测标准
强制放电测试需严格遵循国内外相关安全标准，主要参考标准包括：
- 国际电工委员会（IEC）：
- IEC 62133 (Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Safety requirements for portable sealed secondary cells, and for batteries made from them, for use in portable applications)：详细规定了单电池和电池组强制放电（过放）的测试方法、条件及判定要求。
- IEC 62619 (Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Safety requirements for secondary lithium cells and batteries for use in industrial applications)：针对工业应用电池（包括固定式、动力用等）的安全要求，也包含强制放电测试条款。
- 联合国（UN）：
- UN Manual of Tests and Criteria, Part III, Subsection 38.3 (UN 38.3)：针对运输安全的锂电池测试标准，其中的测试项目 T.7 (Overdischarge) 即是强制放电测试，是锂电池空运/海运安全认证的强制性要求。
- 国家标准（中国）：
- GB 31241-2022《便携式电子产品用锂离子电池和电池组 安全技术规范》：中国针对便携式设备用锂电池的强制性安全标准，其中第6章明确规定了单电池和电池组的强制放电（过放电）测试方法、要求及判定。
- GB 40165-2021《固定式电子设备用锂离子电池和电池组 安全技术规范》：针对固定式设备（如储能）电池的安全标准，也包含强制放电测试要求。
- 行业/企业标准： 特定行业（如电动汽车）或大型企业（如手机、电脑厂商）往往有更严苛的内部标准或技术规格书，其强制放电测试条件可能比通用标准更为严格。
判定标准： 一般情况下，安全标准要求强制放电测试后，样品应：
- 不起火、不爆炸。
- 不泄漏（可视液体电解液泄漏量需在标准规定限值内）。
- 对于电池组，开路电压应不低于标称电压的90%（或具体规定值）。
- 外观无明显变形、破损导致内部暴露。
- 某些标准可能对温升上限有要求。
满足所有要求方可判定为通过。
CMA认证
检验检测机构资质认定证书
证书编号：241520345370
有效期至：2030年4月15日
CNAS认可
实验室认可证书
证书编号：CNAS L22006
有效期至：2030年12月1日
ISO认证
质量管理体系认证证书
证书编号：ISO9001-2024001
有效期至：2027年12月31日
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