解决方案 I 锂电池热安全深度剖析：仰仪科技引领电池绝热量热技术革新

杭州仰仪

2024/10/21 16:11

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在能源转型的大潮中，锂离子电池作为新能源汽车及储能领域的核心，发挥着无可替代的作用。随着国内外需求市场的蓬勃发展，锂电池行业获得高速增长，但由此也对电芯的安全性提出越来越高的要求，其中电芯在各种滥用条件下（如过充、过放、短路、高温或物理损伤）极可能引发的热失控问题，一直是行业关注并研究的核心安全问题。为了有效预防锂电池安全事故，研究人员必须深入研究其热失控及热管理特性，精确获取热安全参数，以此为设计相应的防护措施与预警系统提供参考依据。在这一过程中，利用电池绝热量热仪(ARC)对锂电池单体进行热失控实验已经是业内研究电池热失控特征参数的主要方法。

电池绝热量热仪的应用

电池绝热量热仪（Battery Accelerating Calorimeter）在锂电池单体热失控测试中，能够精准测量锂电池的自放热起始温度（Tonset）、热失控起始温度（TTR）、热失控最高温度（Tmax）、泄压温度（Tv）、最大升温速率（(dT/dt)max）和热失控孕育时间（∆t）等关键参数。为电池热管理系统的设计提供数据支持，助力研究人员明确锂电池的安全边界，实现热失控的有效预防与早期预警。

创新突破技术引领

随着锂电池行业的发展，电芯朝着大尺寸、大容量和高比能量的趋势发展，对电池热安全测试设备提出了更高的要求。传统电池ARC因腔体体积小、抗爆性/耐压性不足、不兼容热失控产热和产气过程同步分析等缺点，已无法满足大尺寸刀片电池、大容量高镍三元电池和锂金属全固态电池等未来主流电池的测试需求。仰仪科技从市场需求出发，针对现有电池绝热仪器的应用限制，2023年推出了BAC系列全尺寸大型电池绝热量热仪。

BAC系列全尺寸大型电池绝热量热仪

Full-size large battery adiabatic calorimeter

BAC系列采取专业结构化提升、大功率元件加热、智能化算法升级等创新方式，保障了高效的控温性能。通过优秀的结构设计与系统集成，实现了量热测试腔抗爆能力与密封能力的巨幅提升。

BAC系列全尺寸大型电池绝热量热仪

产品特点：

• 全尺寸设计：腔体覆盖420mm至1000mm直径范围，支持长边尺寸不超过1500mm的电芯测试，满足大型储能电芯、刀片电池及高比能量动力电池的测试需求。

• 双技术路线：该系列产品兼顾腔体开盖泄压和腔体密闭-定向泄压两种技术路线，其中密闭型腔体将定容燃烧弹和ARC功能合二为一，腔体抗爆性和产气测试能力显著提升。

• 模块化设计：除常规热滥用测试外，仪器同时符合GB/T 36276-2023《电力储能用锂离子电池》绝热温升特性试验要求，并集成气体收集与压力测量、针刺测试、视频监控、充放电产热测试、比热容测试、气氛模拟及低温制冷等功能，实现电池热安全性的全面评估。

• 顶尖安全防护：泄压型炉体具备泄放阀、弹簧锁设计，外部标配抗爆箱，为实验构建多重防护屏障；密闭型炉腔符合GB/150压力容器设计规范，可持续承压2MPa，隔绝热失控危险。

• 超强测试实力：BAC系列大型电池绝热量热仪已成功测试数百款电芯，涵盖130Ah 9系超高镍NCM、190Ah NCM811、230Ah NCM622、320Ah LPF及280Ah LFP等多种类型，精准完成绝热热失控和热物性参数测试，展现广泛适用性和专业水准。

核心技术参数

技术路线：

① 泄压型电池绝热量热仪

产品型号包含BAC-420A、BAC-420B和BAC-800A，保留了经典ARC使用习惯。仪器结构总体分为绝热腔体、抗爆箱与电控系统三部分。泄压型系列具备优异的多重安全防护能力，利用弹簧锁设计，当内部压力过高时炉盖可弹起进行快速泄压，同时腔体内部安装爆破片进行防护。抗爆箱使用机械安全联锁装置，钢板厚度 3.5mm，并安装大流量排风系统确保实验安全。

② 密闭型电池绝热量热仪

产品型号包含BAC-800B和BAC-1000A，密闭型炉腔完全按照GB/150压力容器设计规范进行开发，可持续承压2MPa，同时具有优异的密封性，创造性地将定容燃烧弹和ARC功能合二为一，无需配置密封罐即可同步完成大尺寸、大容量电芯热失控特征温度及产气测试，进一步提高试验的效率和可靠性。另外，通过腔体可调式泄压设计，解决了国外某厂商绝热仪器存在的腔体和电池表面温差大，绝热性能不佳的问题。