在新能源汽车和储能行业飞速发展的当下,锂电池安全问题备受关注。锂电池热失控可能引发火灾、爆炸等严重事故,而ARC(绝热加速量热仪)测试,就是守护锂电池安全的重要“防线”。今天,作为合肥格朗检测科技有限公司的实验室老师,就带大家深入了解锂电池ARC测试的原理和方法,相关详细内容可在格朗官网(www.gelang-testing.com)查看,后续也会穿插官网文章链接,方便大家进一步探索。
一、ARC测试原理:揭开热失控的“神秘面纱”ARC测试的核心原理,围绕着“加热 - 等待 - 搜寻”(HWS)模式展开,这个模式就像是ARC测试的“灵魂”。在加热阶段,ARC如同一个精准的“温度调控师”,按照预设的步长,缓慢地提升锂电池的温度。这个过程就像是在小心翼翼地“唤醒”电池内部潜在的热反应,为后续的测试奠定基础 ,关于加热阶段的更多细节,可参考格朗官网文章《[文章标题,如:锂电池热失控测试全解析:从原理到方案,守护电池安全防线](https://www.gelang-testing.com/news/225.html)》。
当加热完成后,便进入等待阶段。此时,ARC会耐心等待炉体和样品的温度达到稳定状态,消除热惯性带来的干扰。这就好比我们测量体温时,需要让体温计和身体充分接触,达到温度平衡后测量才准确。只有在等待阶段消除干扰,后续的测试数据才更具可靠性。搜寻阶段是HWS模式的关键。ARC就像一个高度警觉的“侦察兵”,持续监测着电池的温升速率。一旦温升速率超过0.02℃/min这个关键阈值,ARC会立刻进入绝热追踪模式。在绝热追踪模式下,炉体温度会紧紧跟随样品温度的变化,确保整个测试过程中热量零流失,营造出一个近乎完美的绝热环境。在这个环境中,电池内部的热反应可以不受外界干扰地进行,ARC则实时记录下温度、压力等参数随时间的变化曲线,这些曲线中蕴含着锂电池热失控的关键信息 。二、ARC测试方法:多维度保障电池安全(一)材料级测试:从源头把控风险锂电池的热失控,很多时候与内部材料的热稳定性息息相关。ARC能够对锂电池的正负极材料、电解液及其混合物等进行热分解测试,从微观层面探寻热失控的根源。在格朗官网的《[相关文章标题,如:仪器应用I BAC-420A用于液态及半固态电解质电池热失控催化反应模型的对比研究](https://www.gelang-testing.com/news/46.html)》 中,就详细介绍了相关测试案例。例如,通过对高镍正极材料与电解液混合物的测试发现,其起始分解温度相较于单一材料大幅降低,这充分证明了材料之间的界面反应是导致热失控的重要诱因之一。通过对这些材料热分解过程中动力学参数的分析,ARC还可以精准定位SEI膜分解、正极材料晶格坍塌等关键反应步骤,为电池材料的改性和优化提供极具价值的数据支持。
(二)单体级测试:解构热失控全过程ARC在单体电芯测试方面同样发挥着重要作用。以格朗官网提到的BAC - 420A对280Ah磷酸铁锂电芯测试为例(参考《[相关文章标题,如:某厂商软包锂电池等温充放电产热和绝热充放电产热测试报告解读](https://www.gelang-testing.com/news/219.html)》),在测试过程中,ARC可以获取自放热起始温度(Tonset)、热失控起始温度(TTR)、最高温度(Tmax)等一系列核心参数。这些参数如同“密码”,描绘出了锂电池热失控的发展轨迹。一般来说,TTR越低、Tmax越高,就意味着电池发生热失控的风险越大。而且,研究发现,锂电池在高荷电状态(如100% SOC)下,TTR会显著降低,Tmax则会升高,这也进一步验证了“电量越高,锂电池热稳定性越差”的行业共识。此外,锂电池在热失控过程中的产气行为,与燃爆事故密切相关。ARC可以搭配密封罐体或GC - MS分析仪,同步监测热失控过程中H₂、CO等可燃气体的产生速率与成分变化。通过对压力曲线的分析,并结合理想气体方程,还能够精确计算出产气速率,再结合爆炸下限(LFL)进行分析,就可以准确评估锂电池燃爆的风险等级 。(三)系统级测试:模拟极端场景考验在实际使用过程中,锂电池可能会面临过充、短路、针刺等极端滥用场景。ARC通过外接不同的功能模块,能够模拟这些极端条件下电池的热行为 。例如,充放电模块可以测试不同循环次数对电池产热的影响,帮助我们了解电池在整个寿命周期内的热性能变化;针刺模块则可以模拟机械损伤引发的内短路过程,深入研究内短路是如何引发热失控的,从而评估电池在极端情况下的安全性能。这些测试结果,为电池包热管理系统的设计、安全阈值的设定提供了关键的数据支持。想要了解更多系统级测试的详细内容,可查看格朗官网的《[相关文章标题,如:ARC针刺热失控](https://www.gelang-testing.com/ldc/232.html )》《[ARC过充热失控](https://www.gelang-testing.com/ldc/231.html )》等文章。
锂电池ARC测试从原理到方法,都是为了全面、精准地评估锂电池的热稳定性和安全性。合肥格朗检测科技有限公司依托先进的ARC测试设备和专业的技术团队,在锂电池检测领域不断探索和实践。如果你对锂电池ARC测试还有其他疑问,或者想了解更多关于锂电池安全检测的内容,欢迎在评论区留言交流,也可以前往格朗官网(www.gelang-testing.com)获取更多资讯。
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