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《電池防爆試驗(yàn)箱：守護(hù)電池安全的堅(jiān)固堡壘》

來(lái)源：廣東皓天檢測(cè)儀器有限公司 2025年05月21日 17:02

電池防爆試驗(yàn)箱：守護(hù)電池安全的堅(jiān)固堡壘

在新能源產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下,，電池作為儲(chǔ)能核心部件,，其安全性至關(guān)重要。電池防爆試驗(yàn)箱作為模擬電池失效場(chǎng)景,、驗(yàn)證防爆性能的專業(yè)設(shè)備,，為電池安全筑起一道堅(jiān)固防線。本文將通過(guò)模擬典型試驗(yàn),，揭示其在電池安全測(cè)試中的核心價(jià)值,。

一、試驗(yàn)?zāi)康?/span>

本次試驗(yàn)旨在利用電池防爆試驗(yàn)箱,，模擬電池在過(guò)充,、過(guò)放、短路,、熱失控等條件下的狀態(tài),，驗(yàn)證電池在發(fā)生意外時(shí)的防爆性能，評(píng)估其是否能有效防止爆炸,、起火等安全事故的發(fā)生,，同時(shí)分析電池在失效過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)變化，為電池設(shè)計(jì)優(yōu)化,、生產(chǎn)工藝改進(jìn)及安全標(biāo)準(zhǔn)制定提供數(shù)據(jù)支撐,，確保電池產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中的安全性與可靠性。

二,、實(shí)驗(yàn) / 設(shè)備條件

本次試驗(yàn)采用專業(yè)級(jí)電池防爆試驗(yàn)箱,，箱體采用高強(qiáng)度不銹鋼材質(zhì)，厚度達(dá) 10mm,，具備強(qiáng)的抗沖擊能力,，可承受 10MPa 的瞬間壓力,。箱體配備雙層防爆玻璃觀察窗，能清晰觀察試驗(yàn)過(guò)程,，且可抵御爆炸沖擊,。設(shè)備內(nèi)置高精度溫度傳感器（精度 ±0.1℃）、壓力傳感器（精度 ±0.01MPa）和氣體濃度檢測(cè)儀,，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)環(huán)境變化,。此外，試驗(yàn)箱還設(shè)有獨(dú)立的排風(fēng)系統(tǒng),，可在試驗(yàn)后迅速排出有害氣體,，保障操作人員安全。同時(shí),，配備智能控制系統(tǒng),，支持遠(yuǎn)程監(jiān)控與數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄，可精準(zhǔn)設(shè)置試驗(yàn)參數(shù)并控制充放電過(guò)程,。

三,、試驗(yàn)樣品

選取三種不同類型的鋰電池作為試驗(yàn)樣品：

18650 型鋰離子電池：常用于移動(dòng)電源、等小型設(shè)備,，容量為 2600mAh,，標(biāo)稱電壓 3.7V；
軟包聚合物鋰電池：應(yīng)用于智能手機(jī),、平板電腦,，容量 4500mAh，標(biāo)稱電壓 3.85V,；

動(dòng)力電池模組：由 16 節(jié)磷酸鐵鋰電池串聯(lián)組成,，用于電動(dòng)汽車，總電壓 51.2V,，容量 100Ah,。

四,、試驗(yàn)步驟及條件

（一）過(guò)充試驗(yàn)

將 18650 型鋰離子電池放入試驗(yàn)箱,，設(shè)置充電電流為 1C（2.6A），充電截止電壓設(shè)定為 5.0V（超出標(biāo)準(zhǔn) 4.2V）,，持續(xù)充電至電池出現(xiàn)異常,。試驗(yàn)過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池電壓、溫度,、壓力變化,。

（二）短路試驗(yàn)

對(duì)軟包聚合物鋰電池進(jìn)行外部短路試驗(yàn)，使用低電阻導(dǎo)線直接連接電池正負(fù)極,，觸發(fā)短路,。觀察電池在短路瞬間的溫度驟升,、氣體釋放及外殼變形情況，試驗(yàn)持續(xù)至電池狀態(tài)穩(wěn)定,。

（三）熱失控試驗(yàn)

針對(duì)動(dòng)力電池模組,，采用加熱片對(duì)其中一節(jié)電池進(jìn)行局部加熱，升溫速率設(shè)定為 5℃/min,，直至觸發(fā)電池?zé)崾Э?。監(jiān)測(cè)模組內(nèi)各電池間的熱傳遞過(guò)程、壓力擴(kuò)散及火焰蔓延情況,。

五,、數(shù)據(jù)采集與分析

試驗(yàn)過(guò)程中，設(shè)備以每秒 10 次的頻率采集電池電壓,、溫度,、壓力等數(shù)據(jù)，并同步記錄氣體濃度（氧氣,、一氧化碳,、氫氣等）變化。利用數(shù)據(jù)分析軟件繪制參數(shù)隨時(shí)間變化曲線,，對(duì)比不同類型電池在相同或不同試驗(yàn)條件下的性能差異,。通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析數(shù)據(jù)趨勢(shì)，結(jié)合高速攝像機(jī)拍攝的視頻,，深入研究電池失效過(guò)程中的物理,、化學(xué)變化規(guī)律。

六,、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論

（一）過(guò)充試驗(yàn)結(jié)果

18650 型電池在充電至 4.8V 時(shí),，溫度開(kāi)始急劇上升，達(dá)到 80℃后外殼破裂,，釋放大量煙霧,，但未發(fā)生劇烈爆炸。試驗(yàn)箱有效阻隔了高溫與有害氣體,，內(nèi)部傳感器完整記錄數(shù)據(jù),，證明其在過(guò)充場(chǎng)景下的監(jiān)測(cè)與防護(hù)能力。

（二）短路試驗(yàn)結(jié)果

軟包聚合物鋰電池在短路后 0.5 秒內(nèi),，溫度從 25℃飆升至 150℃,，電池迅速膨脹變形并起火。試驗(yàn)箱成功抵御了火焰沖擊,，防爆玻璃未破裂,，排風(fēng)系統(tǒng)及時(shí)排出有害氣體，確保試驗(yàn)安全進(jìn)行。

（三）熱失控試驗(yàn)結(jié)果

動(dòng)力電池模組在熱失控后,，熱傳遞導(dǎo)致相鄰電池連鎖反應(yīng),，出現(xiàn)劇烈爆炸。試驗(yàn)箱承受住了爆炸產(chǎn)生的高壓沖擊,，箱體結(jié)構(gòu)未受損,，內(nèi)部數(shù)據(jù)完整保存，為后續(xù)分析提供關(guān)鍵依據(jù),。

（四）總體結(jié)論

電池防爆試驗(yàn)箱憑借其堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),、精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和可靠的安全防護(hù)功能，能夠真實(shí)模擬電池失效場(chǎng)景,，有效保障試驗(yàn)安全,。通過(guò)試驗(yàn)，可全面評(píng)估電池在危險(xiǎn)工況下的防爆性能,，為電池安全性能提升提供有力支持,，是電池安全測(cè)試重要的重要設(shè)備。

七,、失效分析與改進(jìn)建議

（一）失效分析

18650 型電池：過(guò)充失效主要因電池內(nèi)部隔膜耐熱性不足,，高溫下收縮導(dǎo)致正負(fù)極直接接觸短路；

軟包聚合物鋰電池：短路起火源于電池內(nèi)部電解質(zhì)可燃性高,，且散熱設(shè)計(jì)不合理,；

動(dòng)力電池模組：熱失控連鎖反應(yīng)與電池間熱傳導(dǎo)路徑設(shè)計(jì)缺陷、缺乏有效的熱隔離材料有關(guān),。

（二）改進(jìn)建議

材料優(yōu)化：研發(fā)耐高溫,、高安全性的隔膜材料和電解質(zhì)，提升電池內(nèi)部組件的熱穩(wěn)定性,；

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：優(yōu)化動(dòng)力電池模組的散熱結(jié)構(gòu),，增加隔熱層和散熱通道，降低熱失控?cái)U(kuò)散風(fēng)險(xiǎn),；

工藝改進(jìn)：在生產(chǎn)過(guò)程中加強(qiáng)電池密封性檢測(cè),，確保電池外殼具備更強(qiáng)的抗壓能力；

設(shè)備升級(jí)：進(jìn)一步完善電池防爆試驗(yàn)箱的功能,，增加多通道數(shù)據(jù)采集模塊,，提升對(duì)復(fù)雜電池系統(tǒng)的測(cè)試能力，同時(shí)優(yōu)化排風(fēng)系統(tǒng),，提高有害氣體處理效率,。

以上方案僅供參考，在實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中,，可根據(jù)具體的試驗(yàn)需求、資源條件以及產(chǎn)品的特性進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整與優(yōu)化。

相關(guān)產(chǎn)品

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