锂电池热失控膨胀力测试

信息概要

锂电池热失控膨胀力测试是评估电芯或模组在热失控过程中的机械形变和力学特性的关键检测项目。随着新能源产业的快速发展，锂离子电池在电动汽车、储能系统等领域的广泛应用使得安全性能成为核心关注点。该测试通过模拟电池热失控时内部化学反应引发的气体膨胀和结构形变，准确测量其产生的膨胀力值及变化规律。

该类检测的重要性主要体现在三个方面：首先，膨胀力数据直接影响电池包结构设计和安全泄压装置的参数设定；其次，测试结果可揭示电池热失控传播风险等级，为防护策略提供依据；最后，通过量化不同工况下的力学响应，可推动材料体系和工艺设计的优化升级。第三方检测机构依据GB 38031、UL 2580、IEC 62619等国际标准提供测试服务，涵盖从电芯到模组的全链条安全验证。

检测项目

• 热失控触发起始温度
• 最大膨胀力峰值
• 膨胀力上升速率
• 压力持续时间
• 壳体形变位移量
• 泄压阀开启压力阈值
• 热失控传播力衰减系数
• 各向异性膨胀分布
• 高温蠕变特性
• 隔膜熔融临界压力
• 电解液沸腾压力曲线
• 卷芯层间剥离力
• 极耳断裂临界载荷
• 膨胀力-温度梯度关系
• 热积聚速率系数
• 机械滥用耦合响应
• 多次热冲击残余强度
• SOC 100%满电状态膨胀力
• 低温环境膨胀抑制效应
• 不同拘束条件下的力传导
• 模组层级力传递路径
• 排气通道流阻特性
• 材料热膨胀系数
• 集流体变形回弹性
• 注液量对膨胀力的影响
• 化成工艺残余应力
• 隔膜闭孔温度点压力跃迁
• 正极析氧反应压力贡献率
• SEI膜分解起始压力
• 铜铝集流体膨胀差异率

检测范围

• 圆柱型锂离子电池
• 方形铝壳电池
• 软包聚合物电池
• 磷酸铁锂动力电池
• 三元材料动力电池
• 锰酸锂储能电池
• 钛酸锂电池
• 固态电池
• 钠离子电池
• 刀片电池
• CTP无模组电池包
• 18650电芯
• 21700电芯
• 26650电芯
• 储能集装箱电池簇
• 电动工具电池组
• 无人机动力电池
• 启停系统电池
• 消费类电子电池
• AGV机器人电池
• 医疗设备备用电池
• 船舶动力电池
• 矿用防爆电池
• 军用特种电池
• 低温特种电池
• 高倍率放电电池
• 快充型动力电池
• 柔性可弯曲电池
• 异形结构电池
• 双极性堆叠电池

检测方法

• 等温热失控法：在恒温环境下触发热失控并记录全过程压力变化
• 绝热量热法：采用加速量热仪(ARC)模拟绝热条件的热失控
• 阶梯升温法：按设定温升速率逐步加热直至触发失控
• 针刺触发法：通过金属针刺穿电极引发内部短路
• 过充诱导法：实施2C以上倍率过充至热失控
• 外部加热法：采用加热板或热风枪局部加热
• 激光辐照法：高能激光定点触发失控
• 多轴约束测试：在XYZ三向施加不同拘束力的测试
• 高速摄影分析：结合1000fps以上高速摄影记录形变过程
• 红外热同步监测：红外热像仪与压力传感同步采集
• 声发射检测：捕捉材料破裂产生的声波信号
• 数字图像相关法：通过表面散斑计算全场应变分布
• 残余气体分析法：收集失控后气体进行GC-MS成分分析
• 扫描电镜断口分析：失效后拆解观察微观结构变化
• 有限元仿真验证：建立热-力耦合模型对比实测数据
• 多电芯串联测试：研究模组级热传播的力学传递
• 循环老化后测试：评估寿命衰减对膨胀力的影响
• 低温预冷测试：-40℃预处理后的热失控特性
• 湿度敏感度测试：不同湿度环境下膨胀力变化
• 气压补偿测试：模拟高原低压环境的失控特性

检测方法

• 多通道压力传感系统
• 高精度伺服加载框架
• 绝热加速量热仪
• 热电偶阵列采集系统
• 红外热成像仪
• 高速摄影系统
• 激光位移传感器
• 数字图像相关系统
• 气相色谱质谱联用仪
• 环境模拟试验箱
• 电池充放电测试柜
• 材料热机械分析仪
• 动态信号分析仪
• 扫描电子显微镜
• X射线衍射仪