熱擴散(熱失控)測試系統
熱擴散(熱失控)測試系統是一種用于評估
鋰離子電池系統在熱失控情況下的安全性和熱擴散特性的設備。該測試系統需要在特定的環境條件下進行試驗,包括溫度大于0℃、相對濕度15%~90%、大氣壓力86~106kPa,且試驗前需確保測試對象的SOC(荷電狀態)達到制造商規定的正常工作范圍的90%或95%以上。試驗過程中,應盡量減少對測試樣品的改動,并確保試驗在室內或風速不大于2.5km/h的環境下進行。
試驗應在以下條件進行:
a)本試驗應在溫度為0℃以上,相對濕度為15%~90%,大氣壓力為86~106kPa的環境中進行。b)試驗開始前,測試對象的SOC應調至大于制造商規定的正常SOC工作范圍的90%或者95%。c)試驗開始前,所有的試驗裝置應都必須正常運行。
d)試驗應盡可能少地對測試樣品進行改動,制造商需提交所做改動的清單。e)試驗應在室內環境或者風速不大于2.5km/h的環境下進行。
試驗方法:
推薦加熱和針刺這兩種方法作為鋰離子電池系統熱擴散試驗的候選方法,制造商可以選擇其中一種方法,也可自行選擇其他方法來觸發熱失控。
熱失控觸發對象:
試驗對象中的鋰離子電池單體。選擇鋰離子
電池包內靠近中心位置,或者被其他鋰離子電池單體包圍且很難產生熱輻射的鋰離子電池單體。
針刺觸發熱失控:
刺針材料:鋼;刺針直徑:3mm-8mm;針尖形狀;圓錐形,角度為20°-60°;針刺速度:10mm/s-100mm/s;針刺位置及方向:選擇能觸發鋰離子電池單體發生熱失控的位置和方向(例如,垂直于極片的方向)。(配合針刺試驗機或電池包底部針刺試驗機完成測試)
針刺觸發時,溫度傳感器的位置應盡可能接近短路點。
加熱觸發熱失控:
使用平面狀或者棒狀加熱裝置,并且其表面應覆蓋陶瓷、金屬或絕緣層。對于尺寸與鋰離子電池單體相同的塊狀加熱裝置,可用該加熱裝置代替其中一個鋰離子電池單體,與觸發對象的表面直接接觸;對于薄膜加熱裝置,則應將其始終附著在觸發對象的表面;加熱裝置的加熱面積都應不大于鋰離子電池單體的表面積;將加熱裝置的加熱面與電池單體表面直接接觸,加熱裝置的位置應與溫度傳感器的位置相對應;安裝完成后,立即啟動加熱裝置,以加熱裝置的最大功率對觸發對象進行加熱;加熱裝置的功率要求參見下表;當發生熱失控或者定義的監測點溫度達到300℃時,停止觸發。
加熱觸發時,溫度傳感器布置在遠離熱傳導的一側,即安裝在加熱裝置的對側。