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热失控试验装置

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杭州焦耳智能科技有限公司是一家专业从事量热仪器研发和销售的高技术企业,专注于化工安全、锂电池、新材料、温度测控等领域。公司拥有一支由多名C9高校毕业博士组成的研发团队 ,现已开发并量产的仪器主要有:绝热加速量热仪、差示扫描量热仪、电池等温量热仪、电池绝热量热仪等。 焦耳智能坚持以专业、精准、高效的服务为核心,为客户提供可靠的测试仪器和解决方案。



量热与热分析仪器

热失控试验装置 是一种专门设计用于模拟电池或电池系统在异常情况下(如过热、过充、短路等)热失控过程的设备。它能够精确控制环境条件,监测设备内部的温度、压力、火焰等参数,以评估设备在热失控状态下的安全性和稳定性。

用途

安全性评估:用于评估电池、电池组等产品在热失控情况下的安全性能,确定其在特定条件下是否会发生爆炸、起火等危险情况。

研发与改进:帮助研究人员了解热失控的机理和发展过程,为开发更安全、可靠的电池产品提供依据。通过模拟不同的热失控场景,分析电池在不同条件下的响应,从而优化电池的设计和材料选择。

质量控制:在生产过程中作为质量检测手段,确保每批产品都符合安全标准。通过抽样测试,可以及时发现潜在的质量问题,防止不合格产品流入市场。

法规遵循:满足相关的国际、国家和行业标准对电池安全测试的要求。例如,联合国运输法规、IEC标准等都规定了电池必须通过特定的热失控试验。

热失控试验装置特点:

大尺寸测试腔体:适应大电芯、模组测试需求。

多重安全防护:确保实验过程安全可靠。

精准热参数测量:热失控起始温度等参数精准。

功能丰富:集成充放电、气体收集等测试功能。

模拟多种热失控触发:支持电滥用、热滥用、机械滥用等多种工况模拟。

热失控试验装置技术规格:

参数

参数

控温范围

RT~350℃

充放电柜通道电流范围

±1200A

温度显示分辨力

0.001℃

充放电柜通道总电压范围

0-10V

温度稳定性

0.01℃/min

通道功率测控精度

±0.1%F.S

温度检测阈值

0.005~0.02℃/min

电流响应时间

<5ms

温度跟踪速率

0.005℃/min -10℃/min

充放电转换时间

≤10ms

充放电柜通道数

根据功率及用户需求设定

数据记录间隔

≤10ms

电压采集系统

0-10V,7路/通道,分辨力1mV

热失控试验装置 的操作流程:

一、试验前准备
设备检查
外观检查:检查外观,确保无明显的损坏、变形或腐蚀。特别是试验腔体,要检查其密封处是否完好,没有裂缝或缝隙。
线路连接检查:仔细检查设备的各种线路连接,包括电源线、信号线等,确保连接牢固,无松动或破损。对于加热系统、监测系统和控制系统的线路,要重点关注其是否正确接入相应的接口。
传感器校准:对温度传感器、压力传感器、烟雾传感器和火焰传感器等进行校准。使用标准校准设备,如标准温度计、压力计等,确保传感器的测量精度符合要求。
样品准备
电池选择与检查:根据试验目的选择合适的电池。对电池进行外观检查,确保电池外壳无明显的机械损伤。同时,要测量电池的初始电压、内阻等参数,并记录下来。
电池安装:将电池正确安装在试验腔体内的位置。如果是多节电池组成的电池组,要按照实际使用情况连接好电池组,并确保连接紧密、可靠。
试验参数设置
温度设置:在设备的控制系统中设置加热系统的目标温度和升温速率。目标温度应根据试验标准和电池的特性来确定,一般设置为电池可能出现热失控的温度以上,如150-200℃。升温速率通常控制在1-5℃/min,具体数值可根据试验需求调整。
通风系统设置:设置通风系统的进风量和出风量。进风量要保证能够为电池提供足够的冷却空气,而出风量要将电池产生的热量和可能产生的有害气体及时排出。可根据设备的通风能力和电池的发热量来合理匹配进、出风量。
监测系统设置:设置监测系统的数据采集频率。对于温度、电压、电流等关键参数,可设置较高的采集频率,如每秒采集一次或多次;对于烟雾、火焰等信号,一旦检测到相关信号,应立即触发报警和相应的控制措施。
二、试验过程
加热阶段
启动加热系统:按照设定的升温速率启动加热系统,对试验腔体和电池进行加热。在加热过程中,密切关注加热系统的运行状态,确保其正常工作。
温度监测与记录:通过温度传感器实时监测电池和试验腔体的温度变化。当温度接近目标温度时,适当降低加热功率,避免温度过冲。同时,记录温度随时间的变化数据,以便后续分析。
热失控监测阶段
参数监测:持续监测电池的电压、电流、内阻以及试验腔体的压力、温度等参数。一旦发现参数出现异常变化,如电压急剧下降、内阻迅速增大、温度和压力快速上升等,可能是电池即将发生热失控的信号。
烟雾和火焰监测:密切观察试验腔体内是否有烟雾或火焰产生。如果检测到烟雾,应立即启动通风系统,加大抽风量,将烟雾排出腔体。如果发现火焰,要及时启动灭火系统进行灭火。
热失控发生后的处理
停止加热和通风:一旦确定电池发生热失控,立即停止加热系统,并关闭通风系统,防止空气流通加剧火势或使燃烧产生的有害物质扩散。
记录数据:在热失控发生后,继续记录电池的各项参数以及试验腔体的压力、温度等数据,直到电池的温度和压力稳定下来。这些数据对于分析热失控的过程和原因非常重要。
安全观察:在确保安全的情况下,通过试验腔体的观察窗或其他观察设备观察电池的状态,记录电池的损坏情况,如外壳破裂、鼓包、漏液等。
三、试验结束后的操作
冷却阶段
自然冷却:让试验腔体和电池在环境中自然冷却一段时间。这个过程可能需要数小时甚至更长时间,具体取决于电池的大小和热失控的程度。在冷却过程中,要继续监测电池的温度,确保温度不会再次上升。
辅助冷却(可选):如果自然冷却速度太慢,可以使用辅助冷却设备,如风扇或冷却水机,加快冷却速度。但在使用辅助冷却设备时,要注意避免对试验腔体和电池造成额外的损坏。
废气处理
排出有害气体:在确保安全的情况下,打开试验腔体,将内部的有害气体排出到通风良好的环境中。对于可能含有腐蚀性或有毒的气体,要采取适当的防护措施,如佩戴防毒面具、使用气体吸收装置等。
设备清理与维护
清洁试验腔体:清理试验腔体内部的残留物,如电池碎片、燃烧产物等。使用适当的清洁剂和工具,避免对腔体造成损坏。同时,要清理通风管道和过滤器,确保其畅通无阻。
设备检查与维护:进行全面检查,包括加热系统、通风系统、监测系统和灭火系统等。检查设备的部件是否有损坏或磨损,如有问题及时更换或维修。同时,要对设备的软件系统进行检查和更新,确保其功能正常。


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