电池热安全测试性能解析与工作流程介绍

电池热安全测试性能解析与工作流程介绍

一、性能解析核心维度  

热稳定性评估  

高温/低温操作测试：通过恒温箱模拟温度环境（如60℃~150℃高温、-20℃低温），监测电池充电/放电能力、容量衰减、内阻变化及温度控制能力。例如，高温下电池可能加速容量衰减、增加内阻，甚至引发热失控风险；低温则可能导致反应速率降低、容量可用性下降。  

温度循环/冲击测试：模拟昼夜温差或突发温度变化，验证电池在反复热胀冷缩下的结构稳定性（如隔膜破裂、电解液泄漏风险）。标准要求电池在-40℃~75℃温度下无泄漏、起火或爆炸。  

热失控特性分析  

触发机制：通过过充（≥1C倍率至200%SOC）、针刺（钢针直径3~8mm，速度25mm/s）、外部加热（≥150℃）等方式触发内部短路，监测电压骤降、温度突变及气体释放（如CO、H₂、HF等有毒气体）。  

关键参数：热失控起始温度（T1）、温升速率（如>1000℃/min）、压力峰值（≥200kPa）、热扩散时间（相邻单体失控间隔≥5分钟）及材料相变。  

热管理系统效果  

温度均匀性：通过多位置温度传感器监测电池组温差（如≤5℃为佳），评估散热/加热效率。  

能耗与寿命影响：分析热管理系统对充放电效率（如90%以上）、能耗（如低功耗设计）及电池寿命（减缓容量衰减）的影响。例如，高效热管理可降低温升（如1C充放电时表面温升≤15℃），延长电池使用寿命。 
 

二、电池热安全测试标准化流程  

测试准备阶段  

设备与样品准备：配置恒温箱、温度传感器、数据记录仪、燃烧测试设备（如针刺机、过充仪）及气体分析仪（GC-MS）。样品需预处理至稳定状态（如充满电至标称电压）。  

参数设定：依据标准设定温度范围（如60℃~150℃）、测试时间（3~10天）、放电电流（1C~2C）及安全阈值（如表面温度≤60℃，温升ΔT≤35℃）。  

测试执行阶段  

环境模拟：将样品置于恒温箱或专用测试舱，模拟实际工况（如快速充电、高温存储）。  

数据监测：实时记录温度、电压、电流、压力、气体成分及火焰喷射情况。例如，热失控测试中需监测温升速率、气体释放量及外壳形变。  

安全措施：配备防爆舱、灭火系统及个人防护装备，确保测试安全。  

数据分析与评估  

性能指标分析：对比标准要求（如热失控后5分钟内不起火/爆炸），评估电池安全性能。例如，通过绝热量热仪（ARC）测定自放热起始温度（T1）及温升曲线。  

材料失效分析：利用XRD、SEM、GC-MS等技术分析正负极材料相变、隔膜破坏形态及电解液分解产物。  

结果报告：生成包含测试过程、数据曲线、结论及改进建议的报告，符合CMA/CNAS认证要求。  

后续优化与认证  

设计优化：根据测试结果调整电池材料（如耐高温隔膜）、热管理系统（如增加散热片）或BMS保护策略（如欠压/过压保护）。  

认证路径：依据国标（GB）、国际标准（IEC/UL）及企业规范，完成产品认证，确保符合市场准入要求。