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

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

圖1 BAC-800B大型電池絕熱量熱儀外觀

本次實驗利用BAC-800B大型電池絕熱量熱儀對磷酸鐵鋰電芯進行絕熱熱失控產(chǎn)氣實驗。為了進行實驗數(shù)據(jù)對比，本文選擇兩個不同品牌的280Ah磷酸鐵鋰及一個152Ah的磷酸鐵鋰電池，實驗前均對腔體進行惰氣置換與保壓實驗，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

實驗步驟

1. 實驗前，使用惰性氣體對腔體進行置換，以確保內(nèi)部處于惰性氣氛環(huán)境。同時，在測試腔內(nèi)合理部署熱電偶，用于實時監(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，以此模擬電池在實際使用中因溫度異常升高導致的熱失控情況；

3. 在實驗過程中，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、準確的數(shù)據(jù)基礎。

觀察實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三個電池的單位容量產(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。但同時我們觀察到三個電池的最大產(chǎn)氣速率相差較大，尤其是兩個電解液配方不同的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熱失控劇烈程度。

利用BAC-800B大型絕熱量熱儀，研究人員可精準獲取鋰電池熱失控過程中的產(chǎn)氣速率、產(chǎn)氣量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，深入剖析鋰電池熱失控內(nèi)在機制，為研發(fā)更安全的鋰電池提供科學依據(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，鋰電池熱失控產(chǎn)氣測試是國內(nèi)鋰電企業(yè)出海檢測的必要項目，能夠為鋰電池的安全性評估提供全面、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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