更新時間：2025-12-10
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儀器：ARC Titans 450 大型電池絕熱量熱儀
方法：HWS模式
熱失控方式：絕熱加熱
樣品信息
表1 電池樣品信息
參數(shù) | LFP方形電池 | NCM軟包電池 |
尺寸/mm | 274*210*73 | 505*99*8 |
容量/Ah | 500 | 79.6 |
電壓/V | 3.486 | 4.284 |
質量/g | 9515.30 | 1082.7 |
測試步驟
實驗前先將電池充至100%SOC，然后測量電池的電壓和質量。
用耐高溫膠帶將樣品熱電偶貼合于實驗電池大面中心處，然后將電池懸掛在量熱儀的量熱腔中。
啟動儀器的控制程序，選擇“HWS-R”模式進行實驗，按下表設置實驗參數(shù)。
實驗結束后，記錄失控電池的外觀和質量。
表2 熱失控實驗參數(shù)
實驗 模式 | 啟動區(qū)間溫度(℃) | 啟動區(qū)間恒溫時間(min) | 溫升檢測閾值（℃/min) | 臺階升溫步長(℃) | 臺階目標溫度恒溫時間（min） | 實驗結束溫度(℃) |
| HWS-R模式 | 50 | 150 | 0.02 | 5 | 60 | 300 |
測試結果
圖1失控后電池：從上至下分別為LFP電池和NCM電池
圖1所示的是失控后電池的外觀狀態(tài)。LFP方形電池的泄爆膜沒有破損，電池從側邊爆破。而NCM軟包電池的外包裝基本全部破損。
（a）LFP方形電池
（b）NCM軟包電池
圖2 電池熱失控溫度曲線
由圖2的電池失控溫度曲線可見，LFP電池的自發(fā)熱起始溫度和熱失控起始溫度比NCM軟包型電池高，說明LFP電池熱穩(wěn)定性較好。而NCM體系電池的化學反應放熱量大，熱失控最高溫度和絕熱溫升顯著高于LFP電池。此外，圖3（a）中LFP電池在熱失控實驗追蹤過程中出現(xiàn)二次加熱，可能和泄爆膜沒有破損有關。由圖5的溫升曲線可見，NCM電池的最大溫升速率較LFP電池大。NCM電池在熱失控后質量損失較大，說明NCM電池熱失控反應產生了大量的氣體產物。兩個電池樣品測試獲得的熱失控關鍵參數(shù)匯總見表3。
圖3 電池熱失控溫升速率曲線
表3 電池熱失控數(shù)據(jù)匯總
產品規(guī)格及技術參數(shù)
Product specifications and technical parameters
產品型號 | ARC Titans 450 （泄壓型）
| ARC Titans 850 （泄壓型）
| ARC Titans-C 1000 （密閉型）
|
| 容器直徑 | 450 | 850 | 1000 |
| 容器深度 | 550 | 700 | 1200 |
| 控溫范圍 | RT~300℃ | RT~300℃ | -30~300℃ （可配液氮制冷）
|
溫控模式 溫升速率檢測閾值 | 0.01℃/min~0.05℃/min | 0.01℃/min~0.05℃/min | 0.01℃/min~0.05℃/min |
溫度跟蹤速率
| 0.01℃/min~15℃/min | 0.01℃/min~15℃/min | 0.01℃/min~15℃/min |
| 溫度顯示分辨率 | 0.001℃ | 0.001℃ | 0.001℃ |
| 充放電極柱最大負載 | ≥600A | ≥600A | ≥600A |
| 量熱腔耐壓 | / | / | 3 MPa |
選配功能
Optional function
模塊名稱 | 功能 |
| 充電放電模塊 | 電濫用觸發(fā)熱失控、充放電產熱測試等 |
| 針刺模塊 | 機械濫用觸發(fā)熱失控 |
| 紅外測溫模塊 | 電池表面溫度高空間分辨率測量 |
| 多通道測溫模塊 | 電池表面溫度分布式測量 |
| 攝像模塊 | 熱失控過程視頻監(jiān)測 |
| 稱重模塊 | 熱失控過程質量損失同步實時監(jiān)測 |
| 產氣收集 | 熱失控產氣程控采集 |
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