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熱失控試驗裝置

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杭州焦耳智能科技有限公司是一家專業從事量熱儀器研發和銷售的高技術企業,專注于化工安全、鋰電池、新材料、溫度測控等領域。公司擁有一支由多名C9高校畢業博士組成的研發團隊 ,現已開發并量產的儀器主要有:絕熱加速量熱儀、差示掃描量熱儀、電池等溫量熱儀、電池絕熱量熱儀等。焦耳智能堅持以專業、精準、高效的服務為核心,為客戶提供可靠的測試儀器和解決方案。



量熱與熱分析儀器

熱失控試驗裝置是一種專門設計用于模擬電池或電池系統在異常情況下(如過熱、過充、短路等)熱失控過程的設備。它能夠精確控制環境條件,監測設備內部的溫度、壓力、火焰等參數,以評估設備在熱失控狀態下的安全性和穩定性。

用途

安全性評估:用于評估電池、電池組等產品在熱失控情況下的安全性能,確定其在特定條件下是否會發生爆炸、起火等危險情況。

研發與改進:幫助研究人員了解熱失控的機理和發展過程,為開發更安全、可靠的電池產品提供依據。通過模擬不同的熱失控場景,分析電池在不同條件下的響應,從而優化電池的設計和材料選擇。

質量控制:在生產過程中作為質量檢測手段,確保每批產品都符合安全標準。通過抽樣測試,可以及時發現潛在的質量問題,防止不合格產品流入市場。

法規遵循:滿足相關的國際、國家和行業標準對電池安全測試的要求。例如,聯合國運輸法規、IEC標準等都規定了電池必須通過特定的熱失控試驗。

 

熱失控試驗裝置特點:

大尺寸測試腔體:適應大電芯、模組測試需求。  

多重安全防護:確保實驗過程安全可靠。

精準熱參數測量:熱失控起始溫度等參數精準。  

功能豐富:集成充放電、氣體收集等測試功能。

模擬多種熱失控觸發:支持電濫用、熱濫用、機械濫用等多種工況模擬。

 

熱失控試驗裝置技術規格:

參數       

        

參數        

         

控溫范圍     

RT~350℃   

充放電柜通道電流范圍        

±1200A      

溫度顯示分辨力 

0.001℃      

充放電柜通道總電壓范圍       

0-10V       

溫度穩定性   

0.01℃/min   

通道功率測控精度 

±0.1%F.S     

溫度檢測閾值  

0.005~0.02℃/min

電流響應時間   

<5ms        

溫度跟蹤速率  

0.005℃/min -10℃/min

充放電轉換時間  

≤10ms

           

充放電柜通道數 

根據功率及用戶需求設定

數據記錄間隔   

≤10ms       

電壓采集系統  

0-10V,7路/通道,分辨力1mV        

                   

 

 

熱失控試驗裝置的操作流程:  

一、試驗前準備  
設備檢查  
外觀檢查:檢查外觀,確保無明顯的損壞、變形或腐蝕。特別是試驗腔體,要檢查其密封處是否完好,沒有裂縫或縫隙。  
線路連接檢查:仔細檢查設備的各種線路連接,包括電源線、信號線等,確保連接牢固,無松動或破損。對于加熱系統、監測系統和控制系統的線路,要重點關注其是否正確接入相應的接口。  
傳感器校準:對溫度傳感器、壓力傳感器、煙霧傳感器和火焰傳感器等進行校準。使用標準校準設備,如標準溫度計、壓力計等,確保傳感器的測量精度符合要求。  
樣品準備  
電池選擇與檢查:根據試驗目的選擇合適的電池。對電池進行外觀檢查,確保電池外殼無明顯的機械損傷。同時,要測量電池的初始電壓、內阻等參數,并記錄下來。  
電池安裝:將電池正確安裝在試驗腔體內的位置。如果是多節電池組成的電池組,要按照實際使用情況連接好電池組,并確保連接緊密、可靠。  
試驗參數設置  
溫度設置:在設備的控制系統中設置加熱系統的目標溫度和升溫速率。目標溫度應根據試驗標準和電池的特性來確定,一般設置為電池可能出現熱失控的溫度以上,如150-200℃。升溫速率通常控制在1-5℃/min,具體數值可根據試驗需求調整。  
通風系統設置:設置通風系統的進風量和出風量。進風量要保證能夠為電池提供足夠的冷卻空氣,而出風量要將電池產生的熱量和可能產生的有害氣體及時排出??筛鶕O備的通風能力和電池的發熱量來合理匹配進、出風量。  
監測系統設置:設置監測系統的數據采集頻率。對于溫度、電壓、電流等關鍵參數,可設置較高的采集頻率,如每秒采集一次或多次;對于煙霧、火焰等信號,一旦檢測到相關信號,應立即觸發報警和相應的控制措施。  
二、試驗過程  
加熱階段  
啟動加熱系統:按照設定的升溫速率啟動加熱系統,對試驗腔體和電池進行加熱。在加熱過程中,密切關注加熱系統的運行狀態,確保其正常工作。  
溫度監測與記錄:通過溫度傳感器實時監測電池和試驗腔體的溫度變化。當溫度接近目標溫度時,適當降低加熱功率,避免溫度過沖。同時,記錄溫度隨時間的變化數據,以便后續分析。  
熱失控監測階段  
參數監測:持續監測電池的電壓、電流、內阻以及試驗腔體的壓力、溫度等參數。一旦發現參數出現異常變化,如電壓急劇下降、內阻迅速增大、溫度和壓力快速上升等,可能是電池即將發生熱失控的信號。  
煙霧和火焰監測:密切觀察試驗腔體內是否有煙霧或火焰產生。如果檢測到煙霧,應立即啟動通風系統,加大抽風量,將煙霧排出腔體。如果發現火焰,要及時啟動滅火系統進行滅火。  
熱失控發生后的處理  
停止加熱和通風:一旦確定電池發生熱失控,立即停止加熱系統,并關閉通風系統,防止空氣流通加劇火勢或使燃燒產生的有害物質擴散。  
記錄數據:在熱失控發生后,繼續記錄電池的各項參數以及試驗腔體的壓力、溫度等數據,直到電池的溫度和壓力穩定下來。這些數據對于分析熱失控的過程和原因非常重要。  
安全觀察:在確保安全的情況下,通過試驗腔體的觀察窗或其他觀察設備觀察電池的狀態,記錄電池的損壞情況,如外殼破裂、鼓包、漏液等。  
三、試驗結束后的操作  
冷卻階段  
自然冷卻:讓試驗腔體和電池在環境中自然冷卻一段時間。這個過程可能需要數小時甚至更長時間,具體取決于電池的大小和熱失控的程度。在冷卻過程中,要繼續監測電池的溫度,確保溫度不會再次上升。  
輔助冷卻(可選):如果自然冷卻速度太慢,可以使用輔助冷卻設備,如風扇或冷卻水機,加快冷卻速度。但在使用輔助冷卻設備時,要注意避免對試驗腔體和電池造成額外的損壞。  
廢氣處理  
排出有害氣體:在確保安全的情況下,打開試驗腔體,將內部的有害氣體排出到通風良好的環境中。對于可能含有腐蝕性或有毒的氣體,要采取適當的防護措施,如佩戴防毒面具、使用氣體吸收裝置等。  
設備清理與維護  
清潔試驗腔體:清理試驗腔體內部的殘留物,如電池碎片、燃燒產物等。使用適當的清潔劑和工具,避免對腔體造成損壞。同時,要清理通風管道和過濾器,確保其暢通無阻。  
設備檢查與維護:進行全面檢查,包括加熱系統、通風系統、監測系統和滅火系統等。檢查設備的部件是否有損壞或磨損,如有問題及時更換或維修。同時,要對設備的軟件系統進行檢查和更新,確保其功能正常。
 


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