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熱濫用試驗(yàn)箱的試驗(yàn)介紹

2023-02-08 [813]

鋰離子電池的安全問題主要表現(xiàn)為由熱失控引起起火、爆炸等現(xiàn)象。


在外部溫度不斷升高的條件下,電池內(nèi)部溫度也不斷升高,升高到一定溫度后,隔膜會發(fā)生熱閉合而使正負(fù)極隔離,起到安全防護(hù)的功能。然而若隔膜未能有效閉合,或者隔膜發(fā)生融化破裂,又或者電池內(nèi)部同時發(fā)生了其他的放熱反應(yīng)而使電池溫度繼續(xù)升高,就有可能引起安全問題。


例如對于鈷酸鋰體系電池,當(dāng)溫度超過安全限值(如150℃)時,由于隔膜的熱穩(wěn)定性及電解液和正極劇烈的氧化反應(yīng)等原因,極易造成電池起火或爆炸。


目前,鋰電池在UL認(rèn)證、CB認(rèn)證、CQC認(rèn)證里都需要做熱濫用試驗(yàn)。


測試方法見下表。


認(rèn)證項(xiàng)目熱濫用測試要求
CB認(rèn)證 (IEC 62133-2:2017 7.3.4)CQC認(rèn)證(GB 31241-2014 7.8)將充滿電的電芯,放置于烤箱中以5±2℃/min的速率將溫度升至130±2℃,并在該溫度下保持30分鐘。通過結(jié)果:不起火,不爆炸。
UL認(rèn)證 (UL1642: 2020 cl.17)將測試樣品放在一個空氣對流的烤箱中加熱,烤箱初始溫度為20±5℃,烤箱溫度以5±2℃/min的速率將溫度升至130±2℃,并在該溫度下保持10分鐘。待樣品回到室溫(20±5℃)后進(jìn)行檢查。若電芯規(guī)定的使用溫度有超過100℃,烤箱的溫度需要升到制造商規(guī)定的溫度再加30℃±2℃(例如,規(guī)定的溫度是105℃,那么烤箱的溫度就要升到135℃±2℃)。若是鋰金屬電芯,烤箱的溫度需要升到170±2℃。通過結(jié)果:不起火,不爆炸。


從表中可以看出,影響試驗(yàn)結(jié)果的關(guān)鍵因素是試驗(yàn)溫度和高溫保持時間。


130℃是熱濫用考核的最基本試驗(yàn)溫度,同時也可以根據(jù)電池不同的使用場合提高試驗(yàn)溫度進(jìn)行加嚴(yán),以進(jìn)一步考核鋰離子電池的安全性。


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