大型动力电池加速量热仪

ARC™绝热量热仪

专为刀片电池设计

腔室: 120cm x 30cm

可选项

• 视频监控·比热容

• 电池循环仪·多点测量

• 针刺 / 挤压

简介

对更大、更高容量电池的需求仍然是电池市场的驱动力。由于寿命更长、安全性更好和能量密度更高，细长的刀片电池现在变得越来越常见。此外，在电池包中这种形式的电池提供了更好的空间利用率。

为此，THT开发了THT迄今为止最大的量热仪。新款EVL基于我们之前EVx和EV+量热腔，提供高的灵敏度和性能。

EVL 量热腔盖和底座由 2个

直径 30cm、长 120cm 的半圆柱体组成。

用起重机升降盖子，以便装载样本。

特点

• 120cm x 30cm 量热腔，用于刀片电池，最大 110cm x 20cm

• 温度范围: Ambient to 400°C

• 灵敏度: 0.02°C/min

• 多种控制模式：绝热、斜坡、等温、梯度恒温

• 电气要求：200-250V / 32A / 7.0kW

工作原理

从标准ARC测试中获得的主要数据是电池表面温度，对其进行监测，以获得电池相对于温度的自加热速率以及电池夹具的温度。还可采集电池电压数据。

对电池进行的 “HWS" 测试提供了有关电池变得不安全的温度以及电池在分解中释放的热能量以及电池全部分解所需的时间的信息。这些测试模拟了“最坏情况"的绝热环境，该环境类似于大型电池组中间的电池所经历的条件，其中电池的热量无法逸出到周围环境。

当分析以这种方式测试的电池的热数据时，了解电池的平均比热容量可以将升温转化为热能。对于本手册中提供的数据，已经估计了电池的比热容量，并且该估计值用于了热能计算中。

EVL 量热仪是 THT 的一款新型大型绝热仪。I它旨在测试长度达110cm 的长电池以及更高容量的电池。EVL 量热仪使用传统的 HWS 程序描述高能化学反应。

温度逐步升高，每一步都会监测样本的自放热率，看看是否超过设定阈值。如果超过阈值，量热计开始跟踪电池温度升高并进入“放热模式"。

如果未超过阈值，那么量热计在再次检查样本温度上升之前应用下一个温度步骤。

如果电池的自放热率导致量热仪进入放热模式，则电池自放热可能会再次停止，这将使量热仪退出放热模式并返回到 HWS 步骤程序。

如果样品温度、样品温度率或样品温度下降超过开始测试前 ARC 软件中设置的限制，则测试终止。

测试期间始终记录电池电压。

这是一个很好的指标，可以指示电池内部电路状况。

夹持的电池放置在量热腔内的绝缘材料上。由于量热腔向大气开放，因此不测量压力。使用耐热胶带将热电偶连接到电池上。这确保了即使在高温下，热偶也不会与电池表面分离。

实验步骤是标准的 HWS 测试方法，电池处于开放的量热腔中。电压始终被记录。放热开始灵敏度为 0.02ºC/min，温度阶跃为5ºC。开始温度已设定为 50ºC。最高测试温度为 400ºC。等待时间为60分钟，加上等待后的10分钟寻找期，ARC 在此期间寻找样品是否有放热行为。

跟踪热电偶位于电池中心，并用高温胶带固定。

沿着电池长度设置额外的热电偶，以监控热失控期间温度的位置变化。电压线连接到电池每个终端的接线片上。该电线是聚四氟乙烯绝缘的，可以耐高温。

测试后图像显示电池明显膨胀

结果

测试评论

电池未固定，这使得电池壳由于内部气体产生而自由膨胀。这还具有在超过爆破盘爆破压力之前增加内部气体产生量的效果。因此，它可能无法反映受约束电池（例如电动汽车组内的电池）的热分布。

计划对一个固定电池进行进一步测试，并重复此测试以检查结果的可重复性。请注意，尽管电池在 135 Ah 时容量相对较高，但电池化学成分为 LFP。

因此，最大加热速率 < 1000ºC/min，并且直到电池温度超过 200ºC 才会发生热失控。热失控后的峰值电池温度约为 400ºC。

根据不同位置的热电偶数据，电池的不同区域似乎在不同时间经历热失控，TCs 3 和 1（正极末端）首先经历 TR，而 TCs 6 和 8（负极末端）最后经历 TR 。

这是有道理的，因为电池泄压口位于正极末端，并且当热气离开电池壳时，热气会向电池的这一端移动。

该测试证明EVL是一种有效的稳健解决方案，用于描述最坏情况绝热条件下刀片电池的热行为。