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鋰電池安全性評估及測試方法介紹

鉅大LARGE  |  點擊量:2413次  |  2019年02月14日  

今年來鋰電池在電動車動力電池方面安全事故頻發(fā)。如何對鋰電池的安全性進行評估及測試,更好的預(yù)防鋰電池安全事故的產(chǎn)生一直是業(yè)內(nèi)較為關(guān)注的一個點。


鋰電池的溫度顯示了顯示了電池的熱狀態(tài),其中所存在的本質(zhì)是鋰電池產(chǎn)熱和傳熱的結(jié)果。研究鋰電池的熱特性,及其在不同狀態(tài)下的產(chǎn)熱和傳熱特性,能夠讓我們認(rèn)識到鋰電池內(nèi)部發(fā)生放熱化學(xué)反應(yīng)的主要途徑。


不安全行為


鋰電池的不安全行為,包括電池在過充過放、快速充放電、短路、機械濫用條件和高溫?zé)釠_擊等情況,容易觸發(fā)電池內(nèi)部的危險性副反應(yīng)而產(chǎn)生熱量,直接破壞負(fù)極和正極表面的鈍化膜。


當(dāng)電芯溫度上升到130℃以后,負(fù)極表面的SEI膜分解,導(dǎo)致高活性鋰碳負(fù)極暴露于電解液中發(fā)生劇烈的氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生的熱量使電池進入高危狀態(tài)。

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符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

當(dāng)電池內(nèi)部局部溫度升高到200℃以上時,正極表面鈍化膜分解正極發(fā)生析氧,并繼續(xù)同電解液發(fā)生劇烈反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱量并形成高內(nèi)壓。當(dāng)電池溫度達(dá)到240℃以上時,還伴隨鋰炭負(fù)極同粘結(jié)劑的劇烈放熱反應(yīng)。


鋰電池安全性評估儀器


在鋰電池安全性研究中,量熱儀是最主要的使用儀器。最常用的量熱儀是加速量熱儀,英文名是acceleratingratecalorimeter,ARC。ARC是聯(lián)合國推薦使用的用于危險品評估的新型熱分析儀器,可以提供絕熱條件下化學(xué)反應(yīng)的時間-溫度-壓力數(shù)據(jù)。


ARC基于絕熱原理設(shè)計,可使用較大的樣品量,靈敏度高,能精確測得樣品熱分解初始溫度、絕熱分解過程中溫度和壓力隨時間的變化曲線,尤其是能給出差示掃描量熱法和差熱分析法等無法給出的物質(zhì)在熱分解時的壓力緩慢變化過程。


ARC安全性評估方法

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IP67防水,充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備

ARC通過精確的溫度跟蹤,避免被測樣品與環(huán)境的熱量交換,從而可以提供一個近似絕熱的環(huán)境,主要對被測樣品的放熱行為進行測試分析。


除了測試熱失控,利用ARC可以提供絕熱環(huán)境的特點,將ARC與直流恒流源、充放電設(shè)備聯(lián)用,可以測試電池的比熱容及充放電過程的絕熱溫升。


鋰電池的溫度問題對于鋰電池的安全性有很大的影響。使用的環(huán)境本身也是有一定的溫度的,而鋰電池在使用的時候也會產(chǎn)生溫度。重要的是,溫度會對鋰電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生較大的影響,溫度過高甚至?xí)p害鋰電池的使用壽命,嚴(yán)重的情況下會引發(fā)鋰電池的安全問題。

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