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在全球能源革命与“双碳”目标的驱动下,储能电池市场正经历着前所未有的高速增长。从电动汽车的长续航需求,到储能电站的大规模应用,再到便携式设备的小型化、高能量密度要求,市场对电池性能的期待不断攀升。
为抢占技术高地,电池厂商纷纷加大研发投入,聚焦新材料、新工艺、新结构的创新,加速产品迭代升级。无论是钠离子电池的异军突起,还是锂电池的技术突破,每一次产品创新都需要严谨科学的测试验证。
在这个过程中,全面、专业的研发测试成为企业明确技术方向、优化产品性能的关键依据。华慧检测作为储能电池领域的权威实验室,我们不仅提供符合GB、UL、IEC等国内外标准的认证检测,更聚焦电池研发的前沿需求,凭借深厚的技术积淀与高校合作的创新优势,为客户提供全流程、高精度的电池研发测试服务,助力企业突破技术瓶颈、抢占市场先机。
电池热失控测试
在电池安全性能评估中,电池热失控测试是至关重要的一环。国标GB/T36276要求储能电池在热失控条件下不起火、不爆炸。GB38031也明确因内短路引发的热失控需满足“不起火、不爆炸”。美标中的UL1642(针对锂电池单体)、UL2054(针对电池组和电池包)、UL2580(针对电动车用电池)等标准,都对电池热失控测试提出了明确要求。
电池热失控测试旨在通过模拟电池在极端条件下(如过充、过放、短路、高温环境等)的表现,评估电池发生热失控的可能性、热失控的传播特性以及相关安全防护措施的有效性。

具体测试内容包括:采用不同的触发方式,如外部加热、过充电流注入、短路等,诱发电池热失控;然后通过高精度的温度传感器、压力传感器、摄像头等设备,实时监测电池在热失控过程中的温度变化、压力变化、外观形貌变化等参数;同时,记录热失控发生的时间、持续时间以及是否出现明火、烟雾等危险现象。对于电池组或电池包,还会测试热失控在电池单体之间的传播情况,评估电池系统的整体安全性。

随着储能电池在电动汽车、便携式电子设备、储能电站等领域的广泛应用,电池热失控引发的安全事故时有发生,严重威胁到人们的生命财产安全和环境安全。通过严格的热失控测试,可以筛选出安全性高的电池产品,从源头上降低安全事故的发生率。另一方面,各国家和地区的相关标准对电池热失控性能提出了明确要求,只有通过相应测试的电池产品才能进入市场,这也是企业确保产品符合市场准入要求的关键环节。
绝热温升测试
绝热温升是评估电池在充放电过程中温度变化的重要测试,目的是确保电池的安全性和电性能。该测试通过测量电池在绝热条件下的温度变化,来评估电池的热管理能力。测试过程中,电池被放置在绝热模拟装置中,通过控制温度的变化来模拟电池在实际使用中的热效应。
GB/T36276-2023明确要求测试充放电过程中的绝热温升数据,UL1642(锂电池安全标准)将ARC测试作为评估电芯自放热特性的关键方法,IEC62619(工业用二次锂电池)要求通过绝热环境模拟电池热失控阈值。可见,该测试对评估电池热安全性能的重要性,受到广泛关注。
绝热温升测试是在绝热环境下,对电池样品进行加热或引发内部反应,监测电池温度随时间的变化,从而评估电池在潜在放热反应过程中的热行为特性。该测试可以准确地测量电池在近乎绝热条件下的温升速率、最大温升、反应起始温度等关键参数,定量评估电池的热稳定性能,深入研究电池的热失控机理,为电池的热稳定性分析和安全设计提供重要依据。

对于电池生产企业来说,通过ARC绝热温升测试,可以帮助我们了解电池在绝热条件下的热反应特性,提前发现电池设计和材料选择中存在的热安全隐患,从而优化电池的结构设计和配方,提高电池的热稳定性。也可以为电池的安全性能认证提供有力的技术支持,满足相关标准的要求,提升产品的市场竞争力。
成分分析
在电池热失控事故中,气体产物的成分与浓度直接反映了电池内部反应的剧烈程度与潜在危害。
当电池发生热失控时,电解液分解、电极材料相变及隔膜失效等副反应会产生复杂气体混合物,包括可燃气体(如氢气、甲烷)、腐蚀性气体(如氟化氢HF)、有毒挥发性有机物(VOCs)等。不同的电池材料体系和工艺参数,在热失控时产生的气体成分存在显著差异。通过对气体成分的深度剖析,能够反向追溯电池内部的失效路径,精准定位材料配方、工艺设计中的缺陷。
而且在全球市场竞争中,法规合规是电池产品进入国际市场的“通行证”。UL9540A明确要求对储能系统热失控后的气体成分进行定性定量分析,以证明其安全性;欧盟的电池法规(Battery Regulation)也对电池热失控后有害物质的释放量做出严格限制。
华慧检测采用气相色谱技术,对气体中的有机组分进行精准定性;利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)实时监测HF、CO等气体浓度;计算单位质量电池的气体产率与释放速率。

毒性分析
热失控产生的有毒气体不仅威胁使用安全,更对废弃电池处理、事故应急响应构成环境风险。热失控产生的有毒气体并非单一存在,而是形成了复杂的毒性矩阵。以氟化氢(HF)为例,不仅具有极强的腐蚀性,能灼伤呼吸道黏膜,还会与人体骨骼中的钙结合,引发不可逆的氟骨症;释放气体中的氢气含量可能会引起蒸气云爆炸风险,从而有可能造成重大损害。

随着全球对环境保护和人体健康的重视,各国纷纷出台了严格的法规和标准,限制电池中有毒有害物质的使用和排放。通过毒性分析,确保电池产品符合相关标准要求,是企业进入国际市场的必要条件。另一方面,从企业社会责任的角度来看,进行毒性分析可以减少电池生产和废弃过程对环境的污染,保护员工和消费者的健康,提升企业的社会形象。
研发测试
在“双碳”目标与能源革命的驱动下,电池企业不仅需应对严苛的安全标准,更需通过研发测试打造差异化优势。华慧检测以“检测+研发”双轮驱动模式,为客户提供从合规认证到技术升级的全链条服务。
电池厂家在研发新产品时,往往需要进行大量的测试和实验,以验证设计方案的可行性和优化产品性能。华慧检测与高校合作,可以为厂商提供研发测试,充分利用实验室的先进设备和专业技术人员,以及高校的科研成果和创新思维,帮助帮助客户提升产品性能和安全性,降低研发和生产风险,在激烈的市场竞争中占据优势地位。
期待与更多的电池厂家建立长期稳定的合作关系,共同推动储能电池行业的健康发展,有更多需要交流的地方,可以私信小编。
原文首发于公众号「华慧防火技术研究」,查看原文