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1、锂电池热安全评估实验室仪器解决方案目录1. 锂电池热失控研究1. .2. 锂电池热失控机制研究技术1.3. 锂电池热扩散及热蔓延性能评估技术2.3.1导热系数测试仪3.3.2电池模组热阻测试仪4.3.3热扩散试验仪4. .4. 典型客户及合作案例简介5.4.1典型客户5. .4.2锂电池热失控行为测试案例6.4.3软包电芯导热系数测试案例7.1. 锂电池热失控研究锂电池安全性是制约锂电池大规模应用的重要因素， 锂电池热失控主动 防控 技术研究和应用是提升锂电池安全性的有效措施。 深入认识锂离子电 池安全性就 必须系统地研究锂离子电池热失控及热扩散机制， 明确锂离子 电池发生热失控及 热散失等行
2、为表征及具体危害方法，进而实现电池安全性 能可靠监管。基于此， 现有的锂电池热失控研究主要分为两个方面： 其中 一方面为锂电池热失控机制的 研究，包括锂电池热失控诱因、 材料热稳定 性及电池系统反应热动力学等； 另一 方面为锂电池热扩散和热蔓延性能研 究， 包括锂电池自身热散失能力、 锂电池组 热蔓延的机制和防治、 锂电 池组热设计优化等。 其主要研究思路为通过实验获得 锂电池材料、 锂电池单体热失控行为， 分析锂电池热失控机制， 结合热扩散测试 等量化锂电池 化锂电池、锂电池组热设计，实现锂电池热失控的有效防控。而可靠的实 验 工具和丰富的实验手段是获得准确的热失控机制和热物性参数的重要保障
3、热物性参数，运用数值模拟仿真大规模锂电池组热蔓延、热失控行 为，优也 是开展锂电池热失控研究及热管理优化设计的前提。为此，杭州仰仪科技公司秉承让日常生产和生活更安全的使命，结合前 期在 安全领域的长期耕耘， 为锂电池研发、 生产及安全检测部门提供了从 电池原材料 到大型电池组安全检测及热物性测试的一整套实验方法和仪器解 决方案。2. 锂电池热失控机制研究技术为了获得准确的锂电池热失控机制， 需运用量热仪器及相应实验开展从 锂电 池材料到锂电池单体及电池组的反应热动力学研究， 涉及的主要仪器 是绝热加速 量热仪( BAC-90A 、 BAC520A )。针对锂电池安全检测，仰仪科技自主研发了绝热
4、加速量热仪 BAC-90A 和 BAC-520A ，如图 1 所示。其中 BAC-90A 主要针对锂电池电解液、粉末状 及小 颗粒原材料、纽扣电池、 18650 圆柱型电池、小型软包电池的热失控 行为测试； BAC-520A 主要针对大型锂电池单体、 锂电池模组的热失控行为 测试。 BAC-90A和 BAC-520A 通过集成热滥用、电滥用、机械滥用等功能，模拟锂电池各种 热 失控诱发因素及最糟糕热失控环境 （绝热环境 ），同步采集各种滥用条 件下电池电 压、电流、电量、温度、压力、时间数据，可直接测得更加准确 的电池热失控起 始温度、最大热失控速率、绝热温升等热行为参数。图1绝热加速量热仪B
5、AC-90A。左侧为量热仪主体，右侧为电池充放电管理设备intHinrni3. 锂电池热扩散及热蔓延性能评估技术定量的热物性参数及热蔓延特性是开展锂电池热散失及锂电池模组间热 传 播数值研究的基础。 而由于锂电池本身的材料种类多样性、 新颖性及结 构复杂性， 且其热物性缺乏文献数据， 使得开展锂电池单体或锂电池组传 热建模主要依靠研 究人员经验，可信性不高。针对这一情况，泰默 -仰仪基 于主动热成像技术开展 了热物性测试技术和装置的研制， 其基本原理如图 2 所示。可在不拆解、 不破坏 试样，不允许制样的条件下实现形状不规则样 品各向异性的热物性原位检测。 涉 及的装置包括热导系数测试系统、
6、电池 模组热阻测试系统、 石墨膜导热系数测试 系统、单体及电池组热扩散测试 系统等。图 2 基于主动热成像的热物性测试技术示意图3.1 导热系数测试仪软包电芯、硬壳锂电池热导系数是反应锂电池热扩散能力的重要参数之泰默- 仰仪基于激光加热技术，结合热成像数据分析及传热反演，实现锂电池 热导系数精确测图 3 锂电池热导系数测试系统 （ 可根据被测对象大小、形状现场安装调 ）3.2电池模组热阻测试仪电池模组热阻测试是评价电池热蔓延和热传播的重要参数， 也是电阻组 装厂 及电动汽车生产企业评价电池模组散热能力的质控参数之一。泰默 - 仰仪基于传热反演技术，可实现电池模组热阻精确测量。3.3 热扩散试验
7、仪锂电池单体或锂电池组的热扩散试验可直观的反应锂电池的热扩散能力。 热 扩散试验测试系统主要通过主动加热和针刺两种方式触发热失控， 并实 时监测电 压及温度数据， 为锂电池热稳定性评估提供实验依据。 加热是在 给定固定功率的 情况下通过加热棒或柔性加热器插入、 紧靠、 环抱电池单 体或电池组进行； 针刺 是通过电机调整钢针位置和方向对电池单体或电池 组进行穿刺； 电压监测和温度 采集则是通过数据采集模块完成， 通过电压 阈值比较和温度数据求导， 实现热失 控条件判定； 同时通过高速摄像机记 录热失控全过程影像信息， 抓取热失控触发 开启、热失控触发停止、外部 烟、火、爆炸等关键事件照片，生成热
8、扩散实验报 告。本装置的研制对于锂 离子电池安全性检测、 问题科学研究、 风险预测以及事 故调查分析具有重 要技术支撑作用。 测试系统针刺、 加热、 测温布置示意图如图 5 和 6 所 示。针刺触发时，温度传感器的位置应尽可能接近短路点。 加热触发时， 温度传感器布置在远离热传导的一侧，即安装在加热装置的对侧（如图 6）。图 5 针刺触发时温度传感器的布置位置示意图硬壳及软包电池圆柱形电池 -I 圆柱形电池 -II4. 典型客户及合作案例简介4.1 典型客户表 1 所示的是国内使用仰仪 - 泰默的储能介质安全评估仪器的典型客户表 1 仰仪-泰默锂电池安全检测业务典型客户列表客户类别客户名称科研
9、检测机构中国安全生产科学研究院中石化青岛安全工程研究院沈阳化工研究院中国民用航空总局第二研究所应急管理部天津消防所南京工业大学上海化工研究院企业微宏动力系统（湖州）有限公司北京富尔邦科技有限公司上海索尔维投资有限公司4.2锂电池热失控行为测试案例应第三方检测单位邀请，参与淘宝 18650 型锂电池安全性能测试研 究。运用绝热加速量热仪开展HWS模式测试2000mAh锂电池安全测试， 如图 7 和 8 所 示。结果表明， 2000mAh 锂电池起始分解温度为 88.819C，最大温升速率为102.836C/min，绝热温升为308.523C，最高 温度为397.342C。图7 2000mAh锂电
10、池测试实验-200-1B0-170-1&0-150 -140-130-130-110-90-B0-40亠口0图 8 2000mAh 锂电池热失控时间 - 温度图以 0.2C 速率在绝热模式下对电池充放电，研究其热失控行为如图9,10 所示。结 果表明，锂电池在57.877C开始反应，并逐渐达到热失控。图 9 充放电模式下 4800mAh 锂电池热失控行为测图 10 4800mAh 锂电池热失控时间 -温度 - 电压 -电流图。其中蓝色为锂电池温度， 黑色为 电压，紫色为电流4.3软包电芯导热系数测试案例应动力电池厂商邀请，参与其生产的软包电芯热导系数测试，并与常规的测试方 案进行结果比对，图11 所示。热导系数测量结果见表2。图 11 实际红外测温和传热反演温度对比。 左图为二维平面红外实测和传热反演温度差分布图，误差在0.1 c范围内。右图为(0,0)坐标定红外实测温度序列和传热反演温度差曲线图。其中蓝线为反演温度，红点为实测温度表2 软包电芯导热系数测试结果X轴导热系数(w/(m ?K)Z轴导热系数(W/(m ?K)理论估计25.61.1第三方标准方法测试190.8我方热成像法测试260.71
