EV鋰電池測試

1、基本介紹

電動汽車用動力電池的研究和應(yīng)用經(jīng)歷了從鋁酸電池、鎳氫電池到鋰電池的發(fā)展過程，而鋰電池也經(jīng)歷了從金屬鋰到鋰化合物再到現(xiàn)在的鋰離子電池的發(fā)展過程。

鋰離子動力電池主要由電池單體、電池組或電池系統(tǒng)組成。由于鋰離子電池中鋰離子在金屬表面的活性存在，在鋰離子電池的開發(fā)、使用和測試中可能存在安Q全性和穩(wěn)定性同題，需要加以預(yù)防和消除。

2、安Q全級別說明

3、危險原因

鋰離子電池的電芯是在使用和測試過程中引起著火和爆炸的主要部件，其產(chǎn)生危害的原因可歸納為以下幾點(diǎn)：

3.1短路

（1）外部短路

電池兩極之間的短路，主要是由外部結(jié)構(gòu)的故障或損壞引起的，通常是由機(jī)械或物理原因引起的。

（2）內(nèi)部短路

電池本體內(nèi)電極端(片)之間的物理短路除外。鋰離子電池也可能受到聚合物隔膜的影響破裂引起短路。在實驗室條件下，通常在各種過充試驗、環(huán)境試驗和壽命周期試驗中產(chǎn)生內(nèi)部短路。

動力鋰離子電池使用的主流隔膜厚度一般在30μm以上，比一般鋰離子電池高16~20μm。在受到機(jī)械外力、熱變形等機(jī)械力破壞后，會直接導(dǎo)致內(nèi)部短路。此外，過熱也會損壞隔膜，造成內(nèi)部短路。

同時，隔膜原料的缺陷可能會在生產(chǎn)過程中對隔膜造成輕微的損壞。這些原因都可能導(dǎo)致動力鋰離子電池在小短路條件下局部溫度升高。而且，這些小短路在使用或?qū)嶒灱虞d過程中會逐漸擴(kuò)大，形成有影響的內(nèi)部短路。

3.2溫升

電池溫升是指電池內(nèi)部溫度與環(huán)境溫度之間的差值。以上安Q全系數(shù)都伴隨著一個溫升的過程。因此，用于電動道路車輛的動力鋰離子電池隔膜應(yīng)具有自動關(guān)機(jī)保護(hù)的物理性能，以提高電動汽車使用的安Q全性能。

3.3直接機(jī)械損傷

在機(jī)械環(huán)境測試和異常操作浴用測試過程中，會直接造成電池電芯的損壞或在損壞電池電芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)后造成性能下降。機(jī)械沖擊試驗中直接燃燒或爆炸也有記錄。振動試驗后，電池電芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損，還存在延遲著火或爆炸危險的可能性。

3.4溫濕度環(huán)境

溫度環(huán)境試驗和濕度環(huán)境試驗是重要的測試條件之一。由于在試驗室內(nèi)進(jìn)行試驗，安Q全問題和次生災(zāi)害已成為需要預(yù)防的重要因素。

4.測試要點(diǎn)

（1）在實驗室試驗中，火災(zāi)和爆炸是需要小心防范的兩種情況。前幾次的結(jié)果可能會造成污染或二次危害，不一定會造成破壞性的直接危害，但也應(yīng)盡可能用圖文形式記錄。

（2）各種實驗中產(chǎn)生的過充是實驗室安Q全問題的主要原因之一。樣品電池由于各種過充原因產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致隔膜熔化，造成短路加熱，電解液汽化爆炸。

顯然，這段時間內(nèi)的溫度和升溫速率是可測量的因素。溫度元素的測量將在實驗的所有階段重復(fù)進(jìn)行。只要在實驗節(jié)點(diǎn)安排適當(dāng)?shù)臏囟炔蓸?、測量、記錄、比對，就可以及早發(fā)現(xiàn)和評估樣品的劣化程度，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施。對于濫用溫度試驗，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施。

（3）機(jī)械環(huán)境試驗。機(jī)械沖擊和振動是模擬加載和實際使用過程中駕駛環(huán)境條件對電池樣品的影響，試驗的嚴(yán)格程度不高。

即使是直接檢測造成的不利影響，反應(yīng)一般也是輕微的或延遲的。但是，不能正常工作(濫用)的機(jī)械測試可能會產(chǎn)生嚴(yán)重的反應(yīng)，直接影響實驗室環(huán)境。樣品經(jīng)過力學(xué)試驗后，還應(yīng)持續(xù)安排溫度采樣、測量和檢驗，以預(yù)測和防止危險情況的發(fā)生，以應(yīng)對潛在的滯后反應(yīng)。

（4）還有溫度反應(yīng)劇烈的試驗和異常操作(濫用)的短路試驗。

（5）當(dāng)電池樣品溫度急劇升高時，應(yīng)注意此時電池組/系統(tǒng)的所有外部控制是否都已失效。

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