
热失控起始温度(T1):指电池在滥用条件下(如加热、过充)内部开始出现不可控温升的拐点温度,是热失控发生的第一个关键信号。
热失控触发温度(T2):指电池内部链式放热反应被彻底引发,温度急剧飙升,进入不可逆阶段的临界温度点。
最高表面温度(T_max):在热失控过程中,电池外壳或极耳等外部可监测点所达到的峰值温度,用于评估热危害的严重程度。
电压骤降点温度:监测热失控过程中电池电压发生断崖式下跌时对应的温度,通常与内部严重短路或隔膜大面积崩溃相关。
产气起始温度:电池内部电解液分解、SEI膜分解等产气反应开始显著发生时的温度,通常伴随压力上升。
内短路模拟临界温度:通过实验手段模拟内部短路发生时对应的环境或本体温度,用于评估电池在特定温度下的内部稳定性。
各组分材料热分解温度:分别测试正极材料、负极材料、电解液、隔膜等单独组分在加热过程中的起始分解温度。
比热容随温度变化:测量电池在不同温度下的比热容,用于计算热积累和散热需求,是热模型的关键输入参数。
热扩散速率:量化热失控触发后,热量在电池单体内部或模组中向周围扩散的速度。
表观活化能分析:通过热分析数据计算电池材料体系发生热失控反应的表观活化能,用于评估热失控发生的难易程度。
圆柱形锂离子电池:如18650、21700等型号,因其广泛的应用,是热失控临界温度分析的重点对象。
方形铝壳/钢壳电池:涵盖动力电池及储能领域常用的大容量方形硬壳电池。
聚合物软包电池:针对软包电池结构特点,分析其在不同约束条件下的热失控行为与临界温度。
电池模组与包:从系统层面分析单体温失控引发热扩散的临界条件及模组级别的热失控传播温度阈值。
正极材料:包括钴酸锂、三元材料、磷酸铁锂、锰酸锂等,分析其在不同荷电状态下的热稳定性。
负极材料:主要针对石墨、硅碳等负极材料与电解液、粘结剂之间的界面反应临界温度。
电解液体系:分析不同锂盐、溶剂和添加剂配比的电解液的热分解特性及其对整体热失控温度的影响。
隔膜材料:测试PP、PE、陶瓷涂覆隔膜等的闭孔温度、熔融破裂温度,这是阻止内短路的关键。
不同荷电状态(SOC):全面检测从0%SOC到100%SOC下电池的热失控临界温度,通常SOC越高,临界温度越低。
新旧与循环老化电池:对比分析全新电池与经过不同周期循环后老化电池的热失控特性变化。
绝热加速量热法:将电池置于绝热量热仪中,使其在近乎绝热的环境中自加热,精确测定自生热起始温度和热失控温度。
差示扫描量热法:用于分析电池材料(如电极片、电解液)在程序升温过程中的吸放热效应,确定分解反应温度和焓变。
热箱测试法:将电池置于恒温箱中以恒定速率加热,监测其表面温度、电压变化直至发生热失控,方法简单直观。
过充触发法:以较大电流对电池进行过充,强制诱发热失控,记录电压、温度和电流曲线,确定过充条件下的临界参数。
针刺触发法:用钢针穿透电池引发内部短路,模拟机械滥用下的热失控过程,记录针刺瞬间及之后的温度变化。
外部加热板法:将电池置于加热板上进行单面或包裹加热,模拟外部热源冲击,研究热传递和热失控触发条件。
电弧加热法:使用高能电弧局部快速加热电池特定部位,研究极端瞬时热冲击下的热响应和失效温度。
同步热分析-质谱联用:将热量分析设备与质谱仪联用,在测量热效应的同时分析释放气体的成分,关联产气与温度关系。
红外热成像监测法:使用红外热像仪非接触式监测电池表面温度场分布,可视化热失控的引发和传播过程。
数值模拟与仿真法:基于实验数据建立电-热-化学耦合模型,通过仿真预测不同工况和设计下的热失控临界温度。
绝热量热仪:如ARC,是测量电池材料及单体热失控临界温度最精确的设备之一,可提供绝热环境下的温压数据。
差示扫描量热仪:用于精确测量材料在升温过程中的微小热量变化,确定各组分的热分解温度和反应焓。
大型环境试验箱:提供可控的温度环境,用于进行热箱测试、高低温循环等宏观热滥用测试。
电池充放电测试系统:用于在测试过程中对电池进行充放电控制(如过充测试),并同步记录电压、电流数据。
多通道数据采集仪:同步采集和记录来自热电偶、电压传感器、压力传感器等的多路信号,精度高、通道多。
高速红外热像仪:具备高 thermal 分辨率和高采样频率,用于捕获热失控过程中快速变化的温度场图像。
针刺试验机:提供标准化针刺速度和针径,用于机械滥用触发热失控的重复性实验。
压力传感器与密闭防爆罐:用于监测热失控过程中产生的气体压力变化,测试通常在防爆罐内进行以确保安全。
同步热分析-质谱联用仪:实现热量变化与气体产物的实时同步分析,深入探究反应机理。
高精度热电偶与温度传感器:如K型、T型热电偶,直接接触式测量电池表面或内部关键点的温度变化。
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