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鋰電池熱安全特性測試評估

服務簡介

鋰電池作為清潔高效的能源,在生產(chǎn)生活中廣泛應用,但是其安全性問題備受關注。鋰電池安全事故的本質是電池的熱失控,包括電濫用、熱濫用、機械濫用等原因引起的。單體電池上出現(xiàn)的熱失控后會引發(fā)整個電池系統(tǒng)熱失控蔓延,從而形成嚴重的事故。

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常見的鋰電池熱安全測試評估內容包括:

電池充放電發(fā)熱量測試

機械濫用下安全測試

電池材料絕熱測試

過充過放下安全測試

電池比熱容測試

電池熱阻和熱擴散測試

受熱條件下的安全測試

電池導熱系數(shù)測試

電池電解液理化性質和絕熱測試


測試案例

1.鋰電池熱失控行為測試

運用絕熱加速量熱儀開展HWS模式測試18650型鋰電池(2000mAh)安全測試,如圖1和2所示。結果表明,2000mAh鋰電池起始分解溫度為88.819℃,最大溫升速率為102.836℃/min,絕熱溫升為308.523℃,最高溫度為397.342℃。


          wps8.jpg

1 2000mAh鋰電池測試實驗圖。

 

wps9.jpg

圖2 2000mAh鋰電池熱失控時間-溫度圖。

以0.2C速率在絕熱模式下對電池充放電,研究其熱失控行為如圖3和4所示。結果表明,鋰電池在57.877℃開始反應,并逐漸達到熱失控。

wps10.jpg

圖3 充放電模式下4800mAh鋰電池熱失控行為測試。

wps11.jpg 

圖4 4800mAh鋰電池熱失控時間-溫度-電壓-電流圖。其中藍色為鋰電池溫度,黑色為電壓,紫色為電流。

2 .軟包電芯導熱系數(shù)測試

如圖5所示軟包電芯熱導系數(shù)測試,并與常規(guī)的測試方案進行結果比對見表2

   

 5 實際紅外測溫和傳熱反演溫度對比。

左圖為二維平面紅外實測和傳熱反演溫度差分布圖,誤差在±0.1 ℃范圍內。右圖為(0,0)坐標定紅外實測溫度序列和傳熱反演溫度差曲線圖。其中藍線為反演溫度,紅點為實測溫度。

表2 軟包電芯導熱系數(shù)測試結果


X軸導熱系數(shù) (W/(mK))

Z軸導熱系數(shù)(W/(mK))

理論估計

25.6

1.1

第三方標準方法測試

19

0.8

熱成像法測試

26

0.71

 


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