锂 / 钠电池包燃烧弹热失控产气分析测试

适用材料

锂电池（电池包）；钠电池（电池包）

测试仪器

电池热失效防爆舱（燃烧弹）

测试简介

想知道圆柱电池的产气量、产气速率和热失控过程中产生的气体成分和含量。

测试前利用电池性能测试柜将电芯按照0.5C充至100%SOC，将加热片粘贴在电池大面上。使用耐高温胶带将热电偶贴合于指定位置，利用燃烧弹测试得到电池温度-时间曲线、压力-时间曲线、气体体积-时间和产气速率和时间曲线，从而得到产气量和产气速率的数据。同时，利用气相色谱将收集到的气体进行测试，得到气体的成分和含量。

测试结果

图1 电池温度时间曲线

 

测试进行至1.4 min，电池温度快速升高，罐内气体温度同步升高，判断该时间点电池热失控并泄压。

图2 电池温升速率-温度曲线

 

使用热电偶3数据计算温升速率。电池发生热失控时，温升速率有明显升高。最大温升速率9800℃/min，对应温度310℃。

图3 舱内气压、气体温度-时间曲线

 

测试进行至18.82 min，舱内气压快速升高到192Kpa。

图4 舱内气体体积-时间曲线

 

图4为舱内气体体积-时间曲线，气体体积为25℃101.3kPa条件下体积。气体体积根据舱内气体平均温度（热电偶7、8）和气压数据计算得出。对-5~0min和60~65min数据分别取平均值，得出相应气体体积342.844L和590.118L，电池产气体积约为247.274L。

图5 产气速率-时间曲线

 

图5为等效计算至25℃、101.3kPa条件下的产气速率-时间曲线。最大产气速率为118 L/s。