锂电池导热系数测试采用的工作原理和实操步骤

锂电池导热系数测试采用的工作原理和实操步骤

一、杭州焦耳TCALIB锂电池导热系数测试仪工作原理  

核心原理：储热-放热两状态法+三维非稳态传热反演算法（焦耳自研） 

热量传递速率与温度梯度、导热系数正相关；锂电池为正交各向异性多层复合结构，面向（极片堆叠平面）、纵向（厚度）导热系数差异极大，常规单点测温设备无法同步测出双方向参数。  

两阶段热激励机制  

储热阶段：恒温腔体将锂电池整体加热至均匀初始温度，电池内部电芯、外壳完成全域热平衡，消除初始温差干扰；  

放热阶段：设备底部水冷冷板快速阶跃降温，电池底部形成稳定低温边界，电芯内部热量持续向冷板传导，外壳表面形成连续温度梯度场。  

红外非接触全域测温  

搭载高分辨率红外热像仪，无接触采集电池全表面空间温度分布+全程温度时序变化曲线，区别于传统单点热电偶测温，海量温度数据支撑高精度建模。  

三维数值反演求解  

内置电池非均质有限元传热模型，区分铝壳/铝塑膜外壳、叠片卷芯两大结构；将红外采集的动态温度场导入算法，同步反演4组核心热参数：电芯面向导热系数、电芯纵向导热系数、芯壳接触换热热阻、电池整体等效导热系数，无需拆解电芯，完整还原电池真实服役传热状态。  

设备核心优势原理补充  

无需破坏电池、适配软包/方形/圆柱全品类电芯；规避HotDisk、稳态平板法只能测单一方向、样品受限、破坏电池的缺陷，测量重复性误差＜3%。  

二、完整标准化操作流程（杭州焦耳设备实操步骤）  

步骤1：测试前准备与样品核查  

外观检查：锂电池无鼓包、漏液、破损，极柱绝缘防护到位，记录电池型号、容量、尺寸、SOC状态；  

环境校准：开机预热设备30min，设定腔体基础恒温温度（常规25℃/45℃/60℃工况可选），水冷机组开启，校准红外热像仪测温精度；  

样品放置：将电池平整置于设备水冷冷板平台，底部贴合导热硅胶垫消除接触热阻，固定限位工装防止位移，遮挡无关热源避免红外干扰。  

步骤2：储热均衡阶段设置与运行  

软件录入样品参数：电池长宽厚、外壳材质、电芯叠片层数、密度、比热容；  

设置储热目标温度与保温时长，设备封闭恒温腔体，自动加热，实时监测电池表面温差；  

系统判定全域温差＜0.1℃时，自动结束储热，进入放热测试阶段。  

步骤3：放热热激励与红外数据采集  

冷板启动阶跃冷却，快速降低底面温度，建立稳定上下温差传热通道；  

红外热像仪持续拍摄，每秒采集多帧全域温度云图，同步存储温度-时间、温度-坐标全部原始数据；  

软件实时监控温度梯度变化，待温度场变化趋于平缓后，自动终止采集。  

步骤4：数据反演计算与参数输出  

内置三维传热算法自动导入全部测温数据，分离外壳与电芯传热贡献，迭代求解各向异性导热系数；  

自动生成报告：面向导热系数、纵向导热系数、芯壳接触热阻、等效整体导热系数、温度变化曲线、红外温度云图；  

支持多组样品平行测试，批量导出Excel原始数据、PDF检测报告，可对接电池热仿真软件。  

步骤5：测试后收尾  

腔体升温恢复常温，取出电池，清理冷板导热垫片；  

导出、归档测试数据，关闭水冷、红外相机、主机电源。