杭州有限公司研制的BAC-800B大型電池絕熱量熱儀采用密封腔體結(jié)構(gòu)，工作壓力達(dá)到2MPa，能夠在進(jìn)行絕熱熱失控特征溫度測量的同時(shí)對鋰電池產(chǎn)氣壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)精確記錄，并通過分析軟件進(jìn)行產(chǎn)氣數(shù)據(jù)計(jì)算。儀器還預(yù)留了采氣接口，幫助客戶對熱失控產(chǎn)氣進(jìn)行后續(xù)測試。

有別于進(jìn)行產(chǎn)氣收集所使用的燃燒彈或者ARC腔中腔等傳統(tǒng)測試方法，BAC-800B在進(jìn)行產(chǎn)氣相關(guān)測試的同時(shí)能夠控制儀器整體的絕熱性能，保證熱參數(shù)的準(zhǔn)確性，幫助研究人員將產(chǎn)熱與產(chǎn)氣數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合分析，而傳統(tǒng)ARC儀器僅能保證其中一項(xiàng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，因此BAC-800B顯著提高了熱失控實(shí)驗(yàn)效率及數(shù)據(jù)可讀性。

圖1 BAC-800B大型電池絕熱量熱儀外觀

本次實(shí)驗(yàn)利用BAC-800B大型電池絕熱量熱儀對磷酸鐵鋰電芯進(jìn)行絕熱熱失控產(chǎn)氣實(shí)驗(yàn)。為了進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比，本文選擇兩個(gè)不同品牌的280Ah磷酸鐵鋰及一個(gè)152Ah的磷酸鐵鋰電池，實(shí)驗(yàn)前均對腔體進(jìn)行惰氣置換與保壓實(shí)驗(yàn)，并在測試腔內(nèi)放置熱電偶以測試腔內(nèi)氣體溫度。

圖2 280Ah(左)及152Ah磷酸鐵鋰(右)方殼電池

實(shí)驗(yàn)步驟

1. 實(shí)驗(yàn)前，使用惰性氣體對腔體進(jìn)行置換，以確保內(nèi)部處于惰性氣氛環(huán)境。同時(shí)，在測試腔內(nèi)合理部署熱電偶，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測氣體溫度；

2. 利用HWS模式，將電芯溫度逐漸升高直至引發(fā)熱失控，以此模擬電池在實(shí)際使用中因溫度異常升高導(dǎo)致的熱失控情況；

3. 在實(shí)驗(yàn)過程中，同步記錄溫度、壓力等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，為后續(xù)的分析提供全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三個(gè)電池的單位容量產(chǎn)氣量都在0.7SL/Ah左右，說明磷酸鐵鋰電芯的熱失控產(chǎn)氣行為較為一致。但同時(shí)我們觀察到三個(gè)電池的最大產(chǎn)氣速率相差較大，尤其是兩個(gè)電解液配方不同的280Ah電芯最大產(chǎn)氣速率相差2倍以上，該參數(shù)也可用于表征鋰電池?zé)崾Э貏×页潭取?/span>

利用BAC-800B大型絕熱量熱儀，研究人員可精準(zhǔn)獲取鋰電池?zé)崾Э剡^程中的產(chǎn)氣速率、產(chǎn)氣量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，深入剖析鋰電池?zé)崾Э貎?nèi)在機(jī)制，為研發(fā)更安全的鋰電池提供科學(xué)依據(jù)。此外，BAC-800B還配備了采氣在線分析接口，結(jié)合聯(lián)用方案，可進(jìn)一步獲取熱失控產(chǎn)氣過程中的氣體成分、爆炸極限等核心參數(shù)，實(shí)現(xiàn)更全面的系統(tǒng)性分析，助力電池材料與電池結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。另，鋰電池?zé)崾Э禺a(chǎn)氣測試是國內(nèi)鋰電企業(yè)出海檢測的必要項(xiàng)目，能夠?yàn)殇囯姵氐陌踩栽u估提供全面、可靠的數(shù)據(jù)支持，助力國內(nèi)企業(yè)成功出海！

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