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【實驗探究】鋰電池原位膨脹力測試,為安全出行保駕護航

來源:武漢電弛新能源有限公司   2024年08月19日 10:02  

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隨著科技的飛速發展,鋰電池在新能源汽車、電動工具、移動電源等領域得到了廣泛應用。


然而,鋰電池在使用過程中,由于各種原因,可能會導致膨脹現象,影響電池性能,甚至引發安全事故。


本文將為大家介紹鋰電池膨脹測試的重要性,以及如何確保鋰電池安全可靠地服務于我們的生活。


一、鋰電池膨脹現象解析

鋰電池膨脹,是指電池在充放電過程中,由于內部化學反應、溫度變化等原因,導致電池體積增大的一種現象。

鋰電池膨脹的原因主要有以下幾點:

01、充放電過程中,電池內部化學反應產生氣體,導致內部壓力增大,從而使電池膨脹。

02、電池內部溫度升高,導致電池材料膨脹系數增大,進而引起電池整體膨脹。

03、電池制造過程中,工藝不良、材料選用不當等因素,可能導致電池內部結構不穩定,容易引發膨脹。

04、電池使用過程中,過充、過放、短路等異常情況,也可能導致電池膨脹。


二、鋰電池膨脹引發危害

鋰電池膨脹的危害主要體現在以下幾個方面:

① 影響電池外觀,降低產品品質。

② 導致電池內部結構損壞,縮短電池壽命。

③ 嚴重時,可能引發電池短路、起火等事故。


三、鋰電池膨脹測試重要性

為確保鋰電池在使用過程中的安全性,對鋰電池進行膨脹測試具有重要意義。以下是鋰電池膨脹測試的幾個關鍵點:

1、評估電池安全性

通過膨脹測試,可以了解電池在特定條件下的膨脹程度,從而判斷電池的安全性。

2、優化電池設計

根據膨脹測試結果,對電池結構、材料等進行優化,提高電池抗膨脹能力。

3、檢測生產工藝

膨脹測試可以檢驗電池生產工藝是否穩定,及時發現潛在問題,提升產品質量。

4、為用戶提供參考

膨脹測試結果可以作為消費者選購鋰電池的重要參考依據,確保用戶安全使用。


四、鋰電池膨脹測試方法 

目前,鋰電池膨脹測試主要采用尺寸壓力測試法,即“恒壓力”和“恒間距”兩種測試模式。

DC SFT-3100 - 副本.png

測試設備:原位膨脹力測試儀

測試樣品:方殼電芯,尺寸148*95*27 mm,標稱容量40 Ah,三元鋰

充放電條件:恒流充電1 C,恒壓充電4.2 V,恒流放電1 C


恒壓力模式:預壓力100 kg(980 N)

圖片1.png

圖片2.png


恒間距模式:預壓力150 kg(1470 N)圖片3.png圖片4.png

兩組實驗數據分析:

在恒壓力測試模式下,可見在充放電循環過程中,電芯外殼厚度尺寸存在同步的周期性可逆變化。在預壓100 kg條件下,該樣品外殼存在約500 μm的尺寸變化。

在恒間距測試模式下,可見在充放電循環過程中,電芯外殼厚度尺寸存在同步的周期性可逆變化。在預壓150 kg并約束壓板間距條件下,該樣品外殼存在約2000 N(約205 kg)的膨脹力。

鋰電池膨脹測試是保障電池安全性的重要手段。通過了解鋰電池膨脹原因、測試方法及預防措施,我們可以更好地使用鋰電池,為綠色出行、安全生活保駕護航。

同時,企業也應承擔起責任,不斷提升鋰電池產品質量,為消費者提供安全、可靠的能源解決方案。


測試儀器檔案

品名:原位膨脹力測試儀

型號:DC SFT-3100

英文:Swelling Force Tester

應用:電池材料評估、析鋰分析、電芯結構評估、工況評估


技術特點

· 適用于多種電池形態(軟包電池/方殼電池/圓柱電池/單片電池/模型扣式電池/固態電池等)、多種測試模式(恒壓力/恒間距/脈沖壓力/間歇壓力/線性壓力等)、多種電池夾具

· 配合充放電系統實現原位測量

· 配合阻抗測試儀評估電池系統

· 集成化軟件系統實現多參數耦合測量


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