H.E.L 电池绝热加速量热仪ARC (Accelerating Rate Calorimeter) BTC-130 固态全电池毫克级测试方案

随着全球能源结构转型与电动化进程加速，固态电池因其高安全性、高能量密度和宽工作温区等优势，被公认为下一代电化学储能技术的关键发展方向。从学术研究到产业推进，固态电池已成为必然的技术趋势。

然而，固态电池材料的研发仍处于快速发展阶段。固态电池材料体系包括电解质、正极、负极及界面修饰层等方面，体系迭代频繁且路径多样。为系统评估某一种材料组合的真实性能，科研人员通常需要制备容量约为1 Ah的软包或叠片电池。但该尺度的电池需要的正极、电解质、负极材料量较多，通常为克级别，这不仅对材料合成能力提出高要求，也在材料迭代过程中造成大量重复制备与测试负担。

当前实验室阶段更常见的固态电池物理形式是直径为10 mm、厚度约1 mm的圆柱形压片电池，即“压片模拟电池”。该尺寸样品材料用量少、制备快，适合快速筛选电解质配方与界面工艺。

然而，人们关注固态电池性能的同时，也应关注固态电池的安全性。借鉴常规锂离子电池的安全性评估，研究人员可以使用绝热加速量热法评估固态电池的安全性。传统的绝热加速量热仪设计用于18650、软包等百毫安时至安时级电池以及材料级别测试，对于直径10 mm、厚度1 mm的小尺寸压片样品，由于热惰性因子的存在，可导致测试难以执行。

因此，为了在材料快速迭代的背景下科学评估固态电池的本征热稳定性与热失控起始温度、产热速率及绝热温升，必须解决毫米厚度、百毫克级压片电池在绝热量热条件下的精准热行为测试问题。这也正是本方案的出发点。

本次实验采用H.E.L 的电池绝热加速量热仪ARC (Accelerating Rate Calorimeter） BTC-130，对6061铝片执行腔体标定，铝片的尺寸为直径10mm，厚度1mm。通常情况下，可以完成腔体标定意味着可以执行相应的HWS热失控测试。为了解决BTC-130加热丝引入的热惰性，本次测试采用辐射加热的方法，使铝片可以快速升温。

图1为铝块在腔体内的布置状态。实验前，使用铁丝作为加热丝的支架，确保加热丝所处位置不会直接触碰铝块，从而实现辐射加热。

图1 直径10mm，厚度1mm铝片标定台架照片

图2为铝块标定结果。在测试温度区间内，曲线平缓，说明腔体没有对铝片过多的补偿或补偿不足，腔体参数合适，可用于后续热失控实验。并且，实验结果也证明，BTC-130可以使用辐射加热的方式使标定的铝块或者样品实现升温。 

图2 直径10mm，厚度1mm铝片标定

BTC-130 产品介绍

BTC-130是H.E.L集团推出的一款专为小型电池和电池器件设计的绝热加速量热仪ARC (Accelerating Rate Calorimeter），广泛应用于电池安全性评估与热行为表征。其核心特点包括：

- 小腔体设计：BTC-130具备较小的测试腔体，特别适用于直径10 mm、厚度1 mm级别的百毫克级压片电池或模拟电池样品，能够有效克服传统量热仪因热惰性因子导致的测试困难。

- 绝热条件测试：设备可在绝热条件下运行，确保电池热失控过程中产生的热量被完全保留在系统中，从而最真实地模拟最恶劣工况下的热行为。

- 多种应力测试集成：BTC-130内置充放电模块，支持电应力测试（如过充、过放、不同倍率充放电），并可扩展外部短路（ESC）附件，兼容机械应力测试需求。

- 辐射加热能力：如本文实验所示，BTC-130支持辐射加热模式，可避免加热丝直接接触样品带来的热惰性干扰，实现对小尺寸样品的快速、均匀升温。

- 气体采集与分析：支持自动或手动气体取样，便于对热失控过程中释放的气体成分进行进一步分析，深入理解材料分解与反应机制。

- 扩展性与兼容性：主机预留多个接口，支持用户根据实际需求升级功能附件，如压力监测、实时成像等。 

BTC-130适用于从材料级别到小型单体的热安全性筛查，尤其适合固态电池、钴酸锂、三元、磷酸铁锂等多种化学体系在研发早期阶段的快速风险评估与性能对比。其高灵敏度、小样品适应性和多种加热模式，使其成为固态电池毫克级测试场景下的理想工具。

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H.E.L产品及服务包含:过程安全评估系列、电池安全性及性能测试系列、平行结晶筛选及中试生产与在线监测系列、全自动化学反应及合成系列、高压/常压生物反应器及流动化学催化条件筛选系列。

在化学反应安全评估与新能源电池安全测试领域，H.E.L凭借其卓越的技术实力与市场领先地位，已成为全球客户的首选合作伙伴。我们的BTC系列产品以卓越的性能和可靠性，赢得了市场的广泛认可，市场占有率稳居行业第一。无论是新能源电池行业（动力电池、储能电池）还是化学工艺安全评估领域，H.E.L都以其专业的技术与服务，为客户提供精准、高效的解决方案。

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