1. 鋰電池?zé)崾Э匮芯?/span>
隨著鋰電池的大規(guī)模應(yīng)用，其安全性能成為社會關(guān)注的重點。明確鋰離子電池發(fā)生熱失控及熱擴散等行為的表征方法，系統(tǒng)地研究鋰離子電池?zé)崾Э丶盁釘U散機制，可實現(xiàn)對鋰離子電池安全性的全面認識和電池安全性能可靠監(jiān)管?，F(xiàn)有的鋰電池?zé)崾Э匮芯恐饕譃閮蓚€方面：一方面為鋰電池?zé)崾Э貦C制的研究，包括鋰電池?zé)崾Э卣T因、材料熱穩(wěn)定性及電池系統(tǒng)反應(yīng)熱動力學(xué)等；另一方面為鋰電池?zé)釘U散和熱蔓延性能研究，包括鋰電池自身熱擴散能力、鋰電池組熱蔓延的機制和防治、鋰電池組熱設(shè)計優(yōu)化等。兩方面研究的主要思路是通過實驗獲得鋰電池材料、鋰電池單體熱失控行為，分析鋰電池?zé)崾Э貦C制，結(jié)合鋰電池?zé)嵛镄詤?shù)，運用數(shù)值模擬仿真大規(guī)模鋰電池組熱蔓延、熱失控行為，優(yōu)化鋰電池、鋰電池組熱設(shè)計，實現(xiàn)鋰電池?zé)崾Э氐挠行Х揽?。而可靠的實驗工具和豐富的實驗手段是獲得準(zhǔn)確的熱失控機制和熱物性參數(shù)的重要保障，也是開展鋰電池?zé)崾Э匮芯考盁峁芾韮?yōu)化設(shè)計的前提。為此，本公司秉承讓日常生產(chǎn)和生活更安全的使命，結(jié)合前期在安全領(lǐng)域的長期耕耘，為鋰電池研發(fā)、生產(chǎn)及安全檢測部門提供了從電池原材料到大型電池組安全檢測及熱物性測試的一整套實驗方法和儀器解決方案。
2.鋰電池?zé)岚踩u估儀器
2.1 鋰電池?zé)崾Э貦C制測試儀器
為了獲得鋰電池?zé)崾Э貦C制，需運用量熱儀器及相應(yīng)實驗開展從鋰電池材料到鋰電池單體及電池組的反應(yīng)熱動力學(xué)研究，涉及的儀器主要包括檢測電池電解液閃燃點的微量連續(xù)閉口閃點測試儀（FP CC-420A）、測試電池?zé)崾Э匦袨榈慕^熱加速量熱儀（BAC-90A、BAC520A）等。
2.2 鋰電池?zé)釘U散及熱蔓延性能評估系統(tǒng)
熱物性參數(shù)和熱蔓延特性是開展鋰電池?zé)釘U散及鋰電池模組間熱傳播數(shù)值研究的基礎(chǔ)。而由于鋰電池的材料種類多樣、新穎及結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且無法從文獻中獲得其熱物性數(shù)據(jù)，使得研究人員主要依靠經(jīng)驗對鋰電池單體或鋰電池組傳熱過程建模研究，結(jié)果可信性不高。針對這一情況，基于主動熱成像技術(shù)開展了鋰電池?zé)嵛镄詼y試技術(shù)和裝置的研制?？稍诓徊鸾?、不破壞試樣、不允許制樣的條件下實現(xiàn)形狀不規(guī)則樣品且各向異性的鋰電池?zé)嵛镄詸z測。涉及的裝置包括熱導(dǎo)系數(shù)測試系統(tǒng)、電池模組熱阻測試系統(tǒng)、石墨膜導(dǎo)熱系數(shù)測試系統(tǒng)、單體及電池組熱擴散測試系統(tǒng)等。
3. 應(yīng)用案例
3.1 鋰電池?zé)崾Э匦袨闇y試
使用絕熱加速量熱儀在HWS模式下對2000mAh 18650型鋰電池?zé)徇M行安全測試，結(jié)果如圖1所示。結(jié)果表明，2000mAh鋰電池起始分解溫度為88.819℃，大溫升速率為102.836℃/min，絕熱溫升為308.523℃，高溫度為397.342℃。
圖1 2000mAh鋰電池?zé)崾Э貢r間-溫度圖
使用絕熱加速量熱儀研究鋰電池在絕熱模式下以0.2C速率充放電時的熱失控行為，結(jié)果如圖2所示。結(jié)果表明，鋰電池在57.877℃開始反應(yīng)，并逐漸達到熱失控。
圖2 4800mAh鋰電池?zé)崾Э貢r間-溫度-電壓-電流圖：其中藍色為鋰電池溫度，黑色為電壓，紫色為電流
3.2 鋰電池電解液閃點測試
對某鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的15個電解液樣品進行閃點測試，測量結(jié)果見表1。
表1 鋰電池電解液閃點測試報告
3.3手機石墨膜導(dǎo)熱系數(shù)測試
對某品牌手機的不同厚度導(dǎo)熱石墨膜進行導(dǎo)熱系數(shù)測試，測量結(jié)果見圖3。多次測試的結(jié)果一致性很好。
