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鋰電池材料試驗(yàn)第四講|鋰離子電池的強(qiáng)制內(nèi)短路測(cè)試
鋰離子電池作為目前流行的新能源動(dòng)力源，已日益與我們的生活緊密連接。無(wú)論是智能手機(jī)，手表，電動(dòng)牙刷，還是新能源動(dòng)力汽車，鋰電池都是目前最為經(jīng)濟(jì)、可靠的能量源，并經(jīng)歷了長(zhǎng)期的市場(chǎng)驗(yàn)證。而隨著一例例因電池原因造成的著火、爆炸等事故，鋰電池的安全性也越來(lái)越受到大家的重視。
從每年在世界各地發(fā)生的電池安全事故的失效初步分析來(lái)看，大部分是由于電池內(nèi)部發(fā)生短路引起的。自2004年日本某公司筆記本電池發(fā)生起火后，經(jīng)詳細(xì)調(diào)查，起火是由于電池在生產(chǎn)過(guò)程中內(nèi)部混入了微小的金屬顆粒，此顆粒在電池充放電、溫度變化和外部撞擊的過(guò)程中穿刺了正負(fù)極隔膜，從而導(dǎo)致內(nèi)部發(fā)生了短路，進(jìn)而引起熱失控，以致發(fā)生起火。但此類偶然混入無(wú)法*避免，所以我們對(duì)鋰電池提出了新的測(cè)試要求，即：電池即使有微小顆?；烊?，需要依然能夠安全的使用，而測(cè)試電池混入微小顆粒后表現(xiàn)的測(cè)試即為鋰離子電池的強(qiáng)制內(nèi)短路測(cè)試。
LLOYD材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)提供完整的鋰電池隔膜力學(xué)性能測(cè)試，主要包括隔膜拉伸強(qiáng)度、延伸率、穿刺強(qiáng)度，剝離強(qiáng)度（涂層復(fù)合膜）等。同時(shí)LLOYD材料力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)可以完成高精度的鋰電池強(qiáng)制內(nèi)短路測(cè)試，確保鋰電池更加安全。
今天我們來(lái)介紹阿美特克鋰電池材料試驗(yàn)解決方案第四講 ——鋰離子電池的強(qiáng)制內(nèi)短路測(cè)試。
鋰離子電池的強(qiáng)制內(nèi)短路測(cè)試
強(qiáng)制內(nèi)短路測(cè)試既可以應(yīng)用在18650,21700等圓柱形電池，也可以應(yīng)用于方形軟包電池。測(cè)試前，需要在規(guī)定環(huán)境的手套箱中對(duì)電池進(jìn)行拆解，在混入模擬微小金屬顆粒的標(biāo)準(zhǔn)金屬鎳片后對(duì)電池進(jìn)行封裝。在達(dá)到規(guī)定的溫度和時(shí)間條件后，放置于強(qiáng)制內(nèi)短路測(cè)試系統(tǒng)中以0.1mm/s的速度對(duì)電池放置鎳片的位置進(jìn)行施壓，在勻速達(dá)到規(guī)定的壓力同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋰電池壓力的變化和表面溫度的變化。當(dāng)觀測(cè)到電壓發(fā)生50mV壓降或者當(dāng)施壓載荷達(dá)到400N（方形電池）或800N（圓柱形電池）時(shí)，停止加壓并保持30s，然后撤壓。
如果在達(dá)到規(guī)定的壓力前發(fā)生50mV壓降，說(shuō)明此電池未達(dá)到強(qiáng)制內(nèi)短路測(cè)試的安全標(biāo)準(zhǔn)；如果當(dāng)壓力達(dá)到400N或800N而為發(fā)生電壓降，說(shuō)明此電池可一定程度上避免因外部顆粒原因造成內(nèi)短路現(xiàn)象。
而一套高精度的強(qiáng)制內(nèi)短路測(cè)試系統(tǒng)，需要一臺(tái)高精度、高采樣率載荷施加系統(tǒng)，此系統(tǒng)需同時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄鋰電池微量的電壓變化和溫度變化，并可以靈活的設(shè)定試驗(yàn)條件以滿足更為嚴(yán)苛的測(cè)試和研發(fā)需求。
強(qiáng)制內(nèi)短路測(cè)試系統(tǒng)
在載荷量的施加與記錄方面，LLOYDLD系列測(cè)試系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)0.5%讀數(shù)級(jí)的載荷精度，并以1000Hz的采樣率記錄載荷的變化。此系統(tǒng)采用32位A/D轉(zhuǎn)換，具有*的力值分辨率。在達(dá)到載荷精度和分辨率的同時(shí)，其電壓和溫度記錄也可高達(dá)250Hz，是目前業(yè)內(nèi)同類測(cè)試中精度最高，采樣率最高的測(cè)試系統(tǒng)。
此系統(tǒng)配有防爆高低溫環(huán)境箱，即可滿足標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制內(nèi)短路測(cè)試的溫度要求，可以變換溫度模擬不同溫度下的電池的力學(xué)性能研究。溫箱本身達(dá)到防爆級(jí)，即使在電池發(fā)生劇烈燃燒、爆炸等情況下依然可以保障試驗(yàn)人員與系統(tǒng)的安全性，并帶有主動(dòng)排風(fēng)系統(tǒng)，可將測(cè)試中電池的煙氣排出，有效的保障實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。
鋰電池的力學(xué)測(cè)試
在滿足強(qiáng)制內(nèi)短路測(cè)試要求的同時(shí)，LLOYDLD測(cè)試系統(tǒng)還可以兼顧各種高精度的電池力學(xué)強(qiáng)度測(cè)試，如鋰電池三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度，抗壓強(qiáng)度，鋰電隔膜拉伸強(qiáng)度、延伸率測(cè)量，鋰電隔膜穿刺強(qiáng)度,鋁塑膜的拉伸和穿刺性能等。
LLOYD測(cè)試系統(tǒng)專注于各類定制化解決方案，協(xié)助您完成更為專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化和定制化測(cè)試，助力鋰電產(chǎn)品的測(cè)試和研發(fā)。
更多詳細(xì)方案，請(qǐng)垂詢AMETEK中國(guó)區(qū)辦事處或各地分銷商。
LLOYD材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)
LLOYD（勞埃德）測(cè)試系統(tǒng)源自英國(guó)，是美國(guó)AMETEK（阿美特克）集團(tuán)旗下產(chǎn)品。LLOYD材料試驗(yàn)系統(tǒng)專注于輕工檢測(cè)，以讀數(shù)級(jí)精度，高達(dá)8000Hz的單通道數(shù)據(jù)采樣率，最高2032mm/min的測(cè)試速度廣泛應(yīng)用于世界500強(qiáng)企業(yè)中。
LLOYD材料測(cè)試系統(tǒng)可準(zhǔn)確、便捷的完成材料拉伸，壓縮，彎曲，穿刺，剝離，撕裂，摩擦，蠕變，松弛，低頻疲勞等多種測(cè)試項(xiàng)目。豐富的治具方案可在保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的同時(shí)為用戶提供很大的操作便利性。
同時(shí)，作為測(cè)控系統(tǒng)的核心，專業(yè)的NexygenPlus操作軟件廣受廣大用戶的認(rèn)可。軟件自帶龐大的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，除了ASTM,DIN,EN,ISO,JIS等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，用戶也可便捷的自建標(biāo)準(zhǔn)文件。
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