电池单体-初始热失控性能试验检测
电池热失控是锂离子电池安全领域最严峻的挑战之一，它指电池内部因温度急剧升高引发的不可控连锁反应，常伴随冒烟、起火甚至爆炸等剧烈能量释放现象。初始热失控性能试验是评估电池单体安全性的核心测试项目，其目的是在受控的实验室环境下，模拟并触发电池单体的热失控过程，以研究其热稳定性、热失控触发条件（如温度阈值、能量释放速率）、安全阀开启行为、喷射物特性以及是否引发起火爆炸等关键安全参数。该测试对于理解电池热失效机理、评估电池固有安全风险、指导电池系统（如电池包、模组）的热蔓延防护设计以及制定相应的安全标准具有极其重要的意义。
检测项目
初始热失控性能试验的核心检测项目主要包括：
1. 热失控触发条件： 测量并记录触发电池单体发生热失控所需的外部热刺激强度（如加热温度、加热功率）或内部条件（如针刺深度、挤压变形量）。
2. 热失控特征温度点： 精确监测并记录热失控过程中的关键温度节点，如自产热起始温度（T1）、热失控触发温度（T2）、最高表面温度（Tmax）、安全阀开启温度（Vent T）等。
3. 温度变化速率： 记录从触发点到热失控最高点的升温速率（dT/dt），这是衡量热失控剧烈程度的重要指标。
4. 电压与电流变化： 实时监测电池在热失控过程中的电压骤降、电流异常波动情况。
5. 安全阀行为： 观察并记录安全阀是否开启、开启压力、开启时间点以及开启后的泄压效果。
6. 喷射物特性： 分析热失控过程中喷射出的气体、电解液、固体颗粒等物质的成分、温度、速度、方向及质量。
7. 起火与爆炸行为： 记录是否发生明火、火焰高度、持续时间，以及是否发生爆炸及其强度。
8. 热失控传播倾向（初步评估）： 观察热失控后电池单体的物理状态（如壳体破裂程度、内部结构破坏情况），初步评估其引燃或加热相邻电池的可能性。
检测仪器
进行电池单体初始热失控性能试验需要一系列精密的仪器设备：
1. 热失控触发装置：
* 加热法： 高精度温度控制的大功率加热板（通常为镍铬合金或陶瓷材质），贴附于电池表面或插入电池内部。
* 针刺法： 高速、高精度的针刺装置（如伺服电机或气动驱动），配备不同直径（如3mm, 5mm, 8mm）和材质的钢针。
* 挤压法： 可编程控制的挤压试验机，设定不同的挤压速度、位移和力。
* 过充法： 大功率、高精度电池测试系统，实现大倍率恒流充电直至热失控。
2. 温度监测系统： 多通道高速数据采集仪，配合布置在电池关键部位（如表面中心、正负极柱、安全阀附近、电池内部）的K型或T型热电偶（需耐高温）或红外热像仪。
3. 电压电流监测系统： 高精度、宽量程的数据采集系统，实时记录电池电压和回路电流变化。
4. 高速摄像机： 高帧率（≥1000 fps）高速摄像机，配备防爆外壳或置于观察窗外，用于捕捉热失控瞬间的喷射、火焰、安全阀开启、壳体破裂等高速动态过程。
5. 压力传感器： 安装在安全阀附近或密闭测试腔室内，测量泄压压力或内部压力变化。
6. 气体分析仪： （可选）用于收集和分析热失控释放的气体成分（如CO, CO2, H2, CH4, HF等）。
7. 防爆/防护测试舱： 具备良好密封性、耐高温高压、防火防爆、高效排烟/过滤系统的专用测试舱，确保试验人员安全和环境清洁。
8. 电子天平： （可选）用于测量热失控前后电池的质量变化，估算喷射物质量。
9. 数据同步与记录系统： 将温度、电压、电流、压力、视频、触发信号等数据进行精确时间同步和集中记录。
检测方法
典型的电池单体初始热失控性能试验方法（以加热触发法为例）步骤通常包括：
1. 样品准备： 电池单体按标准要求完成化成、老化、容量测试等预处理，并在规定环境（如25±5°C）下达到满电态（通常为100% SOC）。
2. 仪器安装： 将电池单体牢固固定于测试舱内。将加热板紧密贴附在电池规定的表面（常为最大面中心）。在电池表面和加热板上关键位置布置热电偶（监测T1, T2, Tmax, 加热板温度等）。连接电压电流采集线。在安全阀附近布置高速摄像机和/或压力传感器（若需要）。
3. 环境设置： 关闭并密封测试舱。根据需要设定舱内气氛（常为空气）。启动排风/过滤系统。
4. 触发热失控： 启动数据采集和高速摄像。以设定的恒定功率或恒定升温速率（如5°C/min或更高）对加热板供电，持续加热电池单体。
5. 过程监测： 实时监控所有传感器数据（温度、电压、电流、压力）和高速摄像画面。观察安全阀是否开启、喷射物产生、是否起火爆炸等现象，并记录发生时间点。
6. 终止条件： 当电池单体表面温度达到预设的终止温度（如300-400°C），或温度开始显著下降（表明主要反应结束），或发生剧烈爆炸破坏测试装置时，停止加热。
7. 后处理与记录： 待测试舱充分冷却并排风后，取出电池残骸，拍照记录破坏情况。整理分析所有采集的数据（温度曲线、电压曲线、关键时间点、视频图像分析等），形成测试报告。对于针刺、挤压、过充等其他触发方法，核心步骤类似，主要是将加热步骤替换为相应的触发动作（如针刺穿透、挤压变形、持续过充）。
检测标准
电池单体初始热失控性能试验已有多个国家和国际标准进行规范，以下是一些主要标准：
1. 中国国家标准 (GB):
* GB 38031-2020 《电动汽车用动力蓄电池安全要求》： 强制要求对电池单体进行热失控触发试验（5.2.2条款），规定了加热触发的具体方法（加热至130°C±2°C，然后以≥5°C/min速率加热至单体热失控或温度达到300°C）及通过判据（不起火、不爆炸）。这是国内电动汽车电池准入的核心安全标准。
* GB/T 36276-2018 《电力储能用锂离子电池》： 针对储能电池，也包含了热失控测试要求（附录B），同样主要采用加热触发法。
2. 国际电工委员会标准 (IEC):
* IEC 62660-3:2022 《电动道路车辆用锂离子动力电池 第3部分：安全要求》： 对电池单体热失控试验提出了要求（条款7.1），允许使用加热、针刺、挤压等多种触发方式，并规定了测试条件和通过判据（无爆炸、无起火）。
* IEC 62619:2022 《含碱性或其它非酸性电解质的二次电池和电池组 工业用锂蓄电池和电池组的安全要求》： 适用于工业储能、叉车等场景，也包含热失控测试要求（条款8.3.9），主要采用加热触发法。
3. 国际标准化组织标准 (ISO):
* ISO 6469-1:2019 《电动道路车辆 安全要求 第1部分：可再充电储能系统 (RESS)》： 规定了REESS（包含电池单体、模组、包）的安全要求，其基础之一是电池单体的
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
扫一扫，更多精彩
