在能源轉(zhuǎn)型的大潮中，鋰離子電池作為新能源汽車及電力儲能的核心，發(fā)揮著重要作用。隨著國內(nèi)外需求市場的蓬勃發(fā)展，鋰電池行業(yè)獲得高速增長，同時也對電芯的安全性提出越來越高的要求，其中電芯在各種濫用條件下（如過充、過放、短路、高溫或物理損傷）極可能引發(fā)熱失控問題，一直是行業(yè)關(guān)注并研究的核心。為了有效預(yù)防鋰電池安全事故，研究人員必須深入研究其熱特性，精確獲取熱安全和熱管理參數(shù)，為設(shè)計相應(yīng)的防護(hù)措施與預(yù)警系統(tǒng)提供參考依據(jù)。在這一過程中，電池絕熱量熱儀(ARC)是研究鋰電池單體熱安全和熱管理參數(shù)的主要儀器。

隨著鋰電池行業(yè)的發(fā)展，電芯朝著大尺寸、大容量和高比能量的趨勢發(fā)展，這對ARC提出了更高的要求。傳統(tǒng)電池ARC因腔體體積小、抗爆性/耐壓性不足、不兼容熱失控產(chǎn)熱和產(chǎn)氣過程同步分析等缺點(diǎn)，已無法滿足大尺寸刀片電池、大容量高鎳三元電池和鋰金屬全固態(tài)電池等未來主流電池的測試需求。因此仰儀科技從市場需求出發(fā)，針對現(xiàn)有電池絕熱量熱儀不足，于2023年推出了密閉型電池絕熱量熱儀這一全新的絕熱技術(shù)路線。

密閉型電池絕熱量熱儀通過智能算法優(yōu)化，保障了高效、精確的控溫性能；通過整機(jī)結(jié)構(gòu)升級，實(shí)現(xiàn)了量熱腔抗爆能力與密封能力的大幅提升。本文將以BAC-800B大型電池絕熱量熱儀為例，詳細(xì)介紹密閉型電池絕熱量熱的功能。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

01

全尺寸設(shè)計，chao強(qiáng)測試能力

支持長邊尺寸不超過900mm的電芯測試，并擁有從26650到1000Ah LPF測試案例，能夠滿足市面上絕大部分電池測試需求。可同步獲得溫度及壓力數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)泄壓型絕熱不足；

02

模塊化設(shè)計，經(jīng)濟(jì)且高效

除基礎(chǔ)絕熱量熱模塊外，儀器還可選配針刺、視頻監(jiān)控、比熱容測試、氣氛模擬及低溫制冷等功能模塊，客戶可根據(jù)自身需求自由組合；

03

密閉型設(shè)計，安全無憂

密閉型容器設(shè)計，符合GB/150壓力容器設(shè)計規(guī)范，承壓2MPa，wan全隔絕電池?zé)崾Э匚：Γ?/span>

04

多次校準(zhǔn)，數(shù)據(jù)精準(zhǔn)可靠

儀器出廠前進(jìn)行du創(chuàng)的整機(jī)校準(zhǔn)，電池實(shí)驗(yàn)前通過溫差基線校準(zhǔn)、二次校正等多重校準(zhǔn)方法確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性；

05

多管齊下，實(shí)驗(yàn)高效

通過輔助加熱絲溫差基線、蓋壁底溫度超調(diào)等方式縮短實(shí)驗(yàn)時間，大大提升實(shí)驗(yàn)效率；

06

人性化設(shè)計，軟件操作便捷

軟件采用全中文界面，布局符合用戶操作習(xí)慣，集成選配模塊多項(xiàng)操作功能，大幅降低操作復(fù)雜度。分析界面簡潔直觀，關(guān)鍵數(shù)據(jù)一鍵分析。

圖2 操作軟件（左）和數(shù)據(jù)分析軟件（右）

設(shè)備功能及測試參數(shù)：

1.絕熱熱失控(HWS)測試功能

通過經(jīng)典HWS實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑ㄟ^加熱-等待-搜尋的臺階溫升對電池樣品進(jìn)行升溫，并在到達(dá)自放熱起始溫度T₁后進(jìn)行絕熱追蹤，進(jìn)而獲得包括熱失控起始溫度T₂、熱失控最高溫度T₃在內(nèi)的多個熱特征參數(shù)。

BAC-800B采用密閉型設(shè)計，能夠在進(jìn)行絕熱熱失控實(shí)驗(yàn)的同時，進(jìn)行壓力數(shù)據(jù)的同步采集，計算產(chǎn)氣速率及產(chǎn)氣量等數(shù)據(jù)，并可對熱失控過程中的產(chǎn)氣進(jìn)行在線或離線檢測，以分析電池?zé)崾Э剡^程中的產(chǎn)氣成分及燃爆特性，助力電池?zé)崾Э仡A(yù)警研究或電池?zé)崾Э匕踩雷o(hù)設(shè)計。

BAC-800B搭配的輔助模塊可對熱失控過程進(jìn)行quan方位監(jiān)控。搭配多通道數(shù)據(jù)記錄儀，同步記錄電芯不同位置的溫度分布以及電池電壓；搭配可見光相機(jī)，可以檢測電芯鼓包、開閥泄壓等現(xiàn)象；搭配紅外相機(jī)可以全面監(jiān)測電芯表面溫度分布。

圖3 HWS絕熱熱失控裝樣

圖4 可見光相機(jī)（左）、終端集成柜（右，集成多通道數(shù)據(jù)記錄儀、可編程電源和中控箱）

圖5  HWS實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.過充熱失控測試功能

搭配電池充放電設(shè)備，通過爐壁上的電極柱與電池進(jìn)行連接，按工況要求對電池進(jìn)行過充。該測試?yán)贸浞烹姰a(chǎn)熱模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對電池溫度變化進(jìn)行絕熱追蹤，獲得電池的過充熱失控特征參數(shù)。同理，該功能可以搭配儀器的多參數(shù)監(jiān)測功能，并研究熱失控產(chǎn)氣過程。

圖6 過充熱失控裝樣

圖7  電池絕熱量熱儀連接電池充放電設(shè)備儀

圖8 過充熱失控實(shí)驗(yàn)結(jié)果溫升曲線

圖9 針刺熱失控電池裝樣

圖17 比熱容實(shí)驗(yàn)結(jié)果變溫比熱容曲線

圖19 低溫充放電產(chǎn)熱測試連接充放電設(shè)備和低溫模塊

密閉型大型電池絕熱量儀以安全可靠的性能、豐富完善的功能為日益蓬勃發(fā)展的鋰電池行業(yè)提供熱安全和熱管理方面的有力支撐。