热失控试验.
以热分析技术研究失控反应
以热分析技术研究失控反应摘要：在经济快速发展进程中，对化学品的生产及使用逐渐走向多样化、大量化、复杂化，化学品的性质也趋于复杂及高危害性。
失控反应最终可能导致火灾、爆炸等安全问题，造成巨大的生命财产损失，因此也日益受到关注。
国家十三五规划中也表明应提供安全生产的工作环境，有效推动灾害防范；充分知悉工作场所危害物质的特性及危害，并依各项安全规定工作，维持生产本质安全。
关键词：失控反应；安全生产一、失控反应与热危害简介不稳定的化学物质在制造、储存、使用或运输过程中，除了物质本身的自发性分解反应外，亦可能受外在因素导致偏离正常范围，进而引发失控反应（RunawayReaction）。
若反应过程释放出的热量使系统温度升高，又无法利用冷却系统移除或降低时，热蓄积促使反应速率急速增加，释出大量热能及伴随反应产生大量气体。
当达到临界条件时，会造成失控进而酿成火灾、爆炸等意外。
正常操作中，过程的安全设计为热移除速率大于热生成速率；而当发生偏离时，热生成速率大于热移除速率，会造成系统温度持续上升，最终可能导致失控反应。
因此失控反应的两个关键因素为：热生成速率及热移除速率。
在热蓄积的情况下，即使是缓慢的热释放速率亦会造成危险。
换言之，适当的热转换设计能使高放热反应得到较安全的控制。
图1显示系统在稳态时，整体升温速率为零，即热生成速率等于热移除速率（两线相交于A与B两点）。
其中A点为系统温度，是一个稳态点：当受干扰时，温度在A点附近波动，热传系统将使温度调整至A点，B点则为系统的次稳态点：当热移除速率大于热生成速率，系统内部的温度会减小到A点。
反之，若温度受干扰超过B点以上，则会形成热失控反应。
简言之，反应器失控发生关键主要在于过程的“热累积”（HeatAccumulation）。
至于热累积的形成则可归因于反应物本身的特性及系统冷却设计等问题。
二、热分析技术目前国际普遍使用的热危害分析技术与设备，主要可分为五种：热分析技术（DSC，DTA）、恒温量热技术（TAMIII）、绝热反应量热技术（VSP2，APTAC）、反应量热技术（RC1，C80，TAMIII）及紧急排放设计技术（VSP2，RSST）。
气凝胶隔热毡热失控测试方法流程
气凝胶隔热毡热失控测试方法流程1.准备测试设备和材料。
Prepare testing equipment and materials.2.将气凝胶隔热毡放置在测试台上。
Place the aerogel thermal insulation felt on the test bench.3.将加热装置连接到气凝胶隔热毡上。
Connect the heating device to the aerogel thermal insulation felt.4.设置加热装置的温度和时间。
Set the temperature and time for the heating device.5.开始加热气凝胶隔热毡，记录升温过程。
Start heating the aerogel thermal insulation felt and record the temperature rise process.6.观察气凝胶隔热毡的表面情况。
Observe the surface condition of the aerogel thermal insulation felt.7.检查加热装置是否正常运行。
Check if the heating device is running properly.8.测试过程中要注意安全。
Pay attention to safety during the test.9.在规定的时间内停止加热。
Stop heating within the specified time.10.记录气凝胶隔热毡的温度变化。
Record the temperature changes of the aerogel thermal insulation felt.11.检查毡材表面是否出现温度过高的情况。
Check if the surface of the felt material is getting too hot.12.根据测试结果评估气凝胶隔热毡的热失控情况。
车用动力电池热失控试验机校准规范编制说明
车用动力电池热失控试验机校准规范编制说明1任务来源《车用动力电池热失控试验机校准规范》的任务来源是由《国家市场监督管理总局关于印发2023年国家计量技术法规制定、修订及宣贯计划的通知》（市监计量发[2023]70号）批准立项，此规范为首次制定。
2目的意义锂离子电池因其高能量能量密度、长循环寿命等优点广泛应用于3C数码产品、储能以及电动汽车领域，然而，锂离子电池在使用过程中面临热失控安全问题，深入研究锂离子电池热失控机制，明确锂离子电池热失控及热扩散行为的危害，进而实现锂离子电池安全性能的监管至关重要。
锂离子电池热失控试验机是模拟锂离子电池在各种诱因下热失控的重要设备，集成热滥用、电滥用、机械滥用等功能，同时采集各种滥用条件下电池电压、电流、温度等关键数据，对锂离子电池安全性检测、科学问题研究、风险预测以及事故调查分析具有重要技术支撑作用。
GB38031-2023附录C对针刺触发热失控、加热触发热失控的方式提出了技术要求，目前国内还没有针对锂离子电池热失控试验机的计量技术规范，无法满足仪器用户在计量校准和量值溯源方面的需求；而且由于缺乏统一的计量性能要求和校准方法，无法利用计量手段确定热失控试验机测试结果的准确性和一致性，这对获取精确热失控及热扩散结果非常不利，对综合提升锂离子电池产品质量安全也会产生一定的影响。
3编制思路和原则3.1编制思路本规程立足电动汽车产业中亟待解决的动力电池检测设备计量规程规范严重缺失的问题，本着科学、务实的原则，对车用动力电池的热失控试验机测试技术进行深入研究，并结合实际情况提出适合实际情况现实可行的校准方法及校准要求。
3.2编制原则1、本规范依据JJF1O71-2010《国家计量校准规范编写规则》编制。
2、本规范参考JJG842-2017电子式直流电能表检定规程、JJG1149-2018电动汽车非车载充电机检定规程、JJF1462-2014直流电子负载校准规范、JJF1587-2016数字多用表校准规范、JJF1171-2007温度巡检仪校准规范、JJG350-1994标准套管钳电阻温度计、JJG160-2007标准钳电阻温度计检定规程、JJG982-2003直流电阻箱等相关材料。
热失控试验.
阀控式电池的时效特征内容提要按照更好地理解不同运行条件下阀控式蓄电池的行为宽范围的实验程序的框架，Fiamm 公司报告了用两种不同48V电池组进行热失控试验的比较。
该试验包括一组新电池、一组从通讯用途系统使用了5年的现场取回的电池。
试验结果表明随着阀控式电池使用年限的不同对于热失控的敏感性在发生变化。
另外也证明了电池排布方式和电池箱对于热管理的作用。
另外还报告了按照Bellcore TR－NWT－001200 试验模式加速时效试验的结果。
文章分析了把加速试验背后理论转变成现实的潜在的缺陷，也讨论了减轻高温试验副效应的条件。
通过本文的试验结果，并结合前文报告的内容，使得我们能够对于阀控式电池的时效过程有了一个清晰的了解，明白了所发生变化的确切含义。
引言前文【1】已经详述，非凡的试验揭示了阀控式电池在其整个使用寿命期间浮充电流的变化方式。
在电池寿命的前段时间所吸收的浮充电流要逐渐增加，一般来说在25ºC条件下经过大约两年的运行达到峰值。
然后随着电池的进一步运行浮充电流减小。
前段的增大是由于随着水的逐渐损失、阀控式电池在寿命的初期对于热失控的敏感性很差。
这是可以预料的，因为蓄电池的再化合能力还没有完全形成。
由于相对较低的再化合能力，增加充电电流只能会增加水的电解。
由此形成的气体释出从电池内带走了部份热量，这样也就减缓了热失控的螺旋式上升速度。
然而当电池接近寿命终止时，由于不可避免的板栅腐蚀和水蒸气通过壳体所导致的水损失将产生下述不必要的负效应：●隔板孔数量的增加必将导致氧传输能力的相应增大。
由此形成的较高的再化合能力意味着氧循环产生更大量的热；●电解液量的减少将使得热量从极板的活性物质区域向电池壳的传导更加困难；●随着电解液比重的升高将会导致更低的比热，进而在极群产生相同的热量时会形成更高的温升。
随着电池的老化，当有电流通过已经产生一定程度腐蚀的板栅时，以上这些效应并伴随增加的电阻热（或称“焦耳”热）一起将使得阀控式电池对于热失控更为敏感。
[干货]动力电池热失控及热扩散测试评价-2017中国新能源汽车先进电池热管理技术论坛
![[干货]动力电池热失控及热扩散测试评价-2017中国新能源汽车先进电池热管理技术论坛](https://img.taocdn.com/s3/m/b0db82127dd184254b35eefdc8d376eeaeaa17b8.png)
[干货]动力电池热失控及热扩散测试评价-2017中国新能源汽车先进电池热管理技术论坛展开全文11.11号，2017中国新能源汽车先进电池热管理技术论坛在上海成功举行，吸引了400余名行业精英参与。
来自中国汽车技术研究中心的技术专家刘磊老师做了“动力电池热失控及热扩散测试评价”的主题分享。
以下是演讲内容：今天报告的主题是动力电池热失控及热扩散测试评价，主要从产品热安全特性评价的角度和大家作交流。
报告主要包括6个部分，但是重点集中在了热失控和热扩散相关标准法规的介绍，以及目前对于热失控和热扩散标准修订的一些进展的分享。
我们都知道锂电池和动力电池在应用过程中会出现各种各样的失效的形势，原因很多，包括环境的，以及电滥用以及机械的一些损伤，也包括电池自身的品质原因可能导致的问题。
这里我展示了几个曲线，包括针刺、挤压和跌落，这三种失效形势，在热失效过程中电压迅速下降，同时伴随温度上升，也就是电池在失效的过程中，基本上都是能量以热量的形式迅速释放，电池的温度迅速升高，这样达到热失控的现象。
对于动力电池系统而言，是用大量的单体和模组形成的。
电池的失效往往是一两个单体的失控首先发生，然后通过热扩展发生的扩展问题。
所以我们对电池的热失控和热扩散的研究，对于我们理解电池的热安全以及在电池系统热安全的设计方面是很有意义的。
接下来我对相关的热安全的标准、法规作一个介绍。
我这里罗列了两个标准，一个是GBT31485，还有一个是UL 1624，这两个标准都对单体和模块热安全方面进行了规定。
实验方法都是加热的方式，条件也比较接近，要求环境温度达到130度，但是国标要求严苛一些，要求在130温度下保持30分钟。
130度对锂电池是临界区间，如果温度再高的话，大部分的锂电池可能就会发生热失控。
专门针对电池的热失控和热扩散的标准，其实全球范围内是包括这三个标准，一个是SAE J 2464，这个标准既包括了热失控也包括了热扩散，它是一个实验方法并未说实验达到什么程度然后判断是否通过。
大容量锂电池模组过充热失控分析
NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车1 引言传统锂离子电池（Lithium-ion Batteries,LIBs)含有大量可燃有机液态电解液，存在易泄露、易腐蚀和可靠性低的问题[1]。
当电池系统受到机械冲击、过充、高温等情况都会引起电池内部的短路，造成电池内部的热失控，进一步造成温度和压力升高，最终引发严重的燃烧或爆炸事故，这大大降低锂电池的安全性能[2]。
动力电池常见的安全问题是过充热失控。
依据标准GB 38031-2020《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求》里的定义，热失控指的是电池单体放热连锁反应引起的电池自温升速率急剧变化的过热、起火、爆炸现象[3]。
国内外的研究团队针对动力电池的过充热失控做了大量的研究试验。
刘磊等人试验了软包三元锂电池在不同充电倍率情况下的过充电安全特性。
试验结果表明，充电倍率越大，电池热失控越快，热失控时的最高温度越高，危险性越高[4]。
刘仕强等人在绝热环境下测试锂电池过充时表征参数的变化。
试验发现，随着过充电量超出额定容量时，温升速率和电压的变化趋势成线性升高[5]。
Leising等人对棱柱形 LCO锂电池进行过充测试，以阐明过充反应的机理[6]。
Belov等人研究了锂电池的过充电行为，提出电池过充电时负极隔膜表面来自正极的细微枝晶颗粒会造成微短路，加速电池内部的副反应，造成电池热失控[7]。
现有的试验研究大多针对于电芯层级试验，但在电池包中，只依靠大量的单体电池串并联组成的结构，其安全性能比较低，同时对热管理系统要求较高。
利用模组结构，对串并联的电芯合理布置，可以降低热失控时热扩散的发生速率，提高电池管理系统的热管理安全性。
本文以大容量锂电池模组作为研究对象，对其滥用条件下发生过充热失控的表征行为进行研究，分析试验过程中模组电压、电流、温度等参数随时间的变化趋势，对电池热失控进行预警。
2 锂电池过充热失控失效机理如图1所示，锂电池通常由正负极集流体、正负极活性材料、隔膜以及有机液态电解液组成[8]。
锂离子电池内部温度及热失控快速检测方法
锂离子电池内部温度及热失控快速检测方法——交流内阻法随着电动汽车的大规模普及，我们看到和接触到电动汽车的机会也越来越多，但是很多人仍然对于锂离子电池的安全性抱有怀疑的态度，其实经过多年的技术发展，锂离子电池本身的安全性已经得到了很大的提升，其次电池包安全管理系统，例如热失控预警系统，快速灭火装置等近年来都取得了长足的发展，即便是锂离子电池发生安全事故，也能够提前预警，灭火剂压制热失控蔓延，为车内乘客逃生争取到足够的时间，确保乘客的人身和财产安全。
锂离子电池的热失控原因可以分为两大类：1）外部原因，例如过充、外部短路、加热和机械滥用等；2）内部原因，例如内部的缺陷（如金属杂质等），正负极材料在循环中的衰降等。
引起锂离子电池热失控的外部原因的监控比较简单，例如监测电压、监测电池表面温度等，但是监测锂离子电池内部原因则比较困难。
近日美国约翰普金斯应用物理实验室的Rengaswamy Srinivasan（第一作者，通讯作者）等人研究发现通过监测锂离子电池内阻能够高分辨率的分析锂离子电池内部温度的变化，在早期对锂离子电池热失控进行预警，Rengaswamy Srinivasan将电池的内阻分为两个部分：1）阻抗振幅Z；2）夹角j，Rengaswamy Srinivasan 的研究发现夹角j与锂离子电池的容量关系较小，但是与电池温度具有很强的相关性，因此可以通过监测夹角j的变化实现对锂离子电池内部温度的实时监测，从而在热失控发生前进行预警。
上图为一个典型的锂离子电池的交流阻抗图谱，锂离子电池的交流阻抗主要包含两部分：实数部分Z’和虚数部分Z’’。
为了便于分析，作者将阻抗的实数部分和虚数部分整合成为了两个部分：即振幅Z=（Z’2+Z’’2）1/2，以及Z’和Z’’之间的夹角j，因此Z’=Z cos(j)，Z’’=Z sin(j)。
其中振幅Z与锂离子电池的尺寸和容量有关，一般电池越大Z越小，而夹角j则与电池的尺寸关系不大。
锂离子动力电池系统热失控扩展特性试验研究
锂离子动力电池系统热失控扩展特性试验研究郑腾飞朱顺良谢欢朱强沈驰（上海机动车检测认证技术研究中心有限公司，上海201805）【摘要】锂离子动力电池系统热失控扩展是造成电动汽车火灾事故的主要原因之一，文章以由圆柱形电池构成的动力电池系统对象，热触发单个电芯热失控的方式，通过采集电芯和模组的电压、温数，对电芯热失控及在模组和系统内热扩析与研究。
结果表明，电热失控诱发热扩展过程较为短暂，约5s引发第二节电芯热失控;热失控发生前，触发电芯的负极采样温度高极,且负极温变速稳;热失控发生后，受极喷射火焰影响，直接串接模组存在更高风险，在热扩展中受影响最大。
-Abstract]Thermae runaway expansion of lithium-ion power battery system is one of the main couses of electhc vehide fire accigents.In this papee，the power batere system composed of cylindri-cd lithium一ion batere i s taken as the tesi object.The therma runaway of singee ceU is triggered by heating.By collecting the voltage，temperature and othee characteristio parametere of celi and moduie，the thermai runaway and thermai expansion characteristicc within tee range of moduie and system are tested and anaeyeed.Theeesuetsshowthatthepeooesottheemaeeunawayonduoed bytheemaeeunaway is short，oniy after5seconds the thermai runaway of the second core is ccused.Before thermai runaway occuia，the sampling temperature of tee necativv electrode of tee thgger celi is higher than that of the positivv electrode，and tee necativv temperature rate is stable;dfter the thermal runaway occuia，the module directly connected witli the positivv electrode has higher risk due te the influencc of eie positivv jet tlame，and is most atected in the thermal expansion.-关键词】电池系统热失控温度特性电动汽车doi：10.3969/j.issn.1007-4554.2021.01.020引言大力推进新能源汽车发展，是我国在转：源消费结构、改善环境、提升能源效面做出的选择，也是推动我国汽车产业转型升级，实现我国从汽车大国迈向汽车强国的必：路。
二次电池安全性能测试与热失控防护方案
二次电池安全性能测试与热失控防护方案随着能源需求和环境保护意识的提高，二次电池作为一种重要的能源储存装置，越来越多地应用于电动车、电子设备等领域。
然而，二次电池在长时间使用过程中存在一定的安全隐患，特别是热失控可能引发严重后果。
因此，对二次电池的安全性能进行测试和制定热失控防护方案显得尤为重要。
一、二次电池安全性能测试1. 热失控测试热失控是二次电池最常见的安全隐患之一，对其进行准确的测试能够及时发现问题并采取相应的防护措施。
热失控测试中的关键指标包括过热温度、热失控时间、热失控后温度变化等。
通过在控制条件下进行高温、高压等极端环境下的测试，可以模拟真实使用情况，评估二次电池在极端情况下的安全性能。
2. 短路测试短路是导致二次电池热失控的另一个主要原因。
在短路测试中，通过在二次电池的正负极之间连接导线，模拟短路情况，观察电池的反应。
短路测试可以评估电池内部结构的安全性能，并提前发现潜在的短路风险。
3. 过充电测试过充电是导致二次电池热失控的常见原因之一。
在过充电测试中，通过对电池进行过充电，观察其充电过程中的温度变化和能量释放情况。
通过这种方式可以评估电池在过充电情况下的安全性能，为制定热失控防护方案提供参考依据。
二、热失控防护方案1. 温度控制系统热失控常常是由于电池内部温度过高而导致的，因此，一个有效的热失控防护方案应该包括温度控制系统。
温度控制系统能够实时监测电池内部温度，并在温度达到预设值时及时采取措施，如降低充电功率或停止充电，以防止温度进一步升高。
2. 电流控制系统在充电和放电过程中，电流的大小对于二次电池的安全性能有着重要的影响。
一个有效的热失控防护方案应包括电流控制系统。
通过监测电池的充电和放电电流，并在电流超出安全范围时采取措施，如停止充电或放电、降低电流等，可以有效降低热失控的风险。
3. 防火材料使用防火材料的使用是一种常见的热失控防护措施。
在二次电池设计和制造过程中，使用防火材料来改善电池的热失控抗性能。
热失控试验资料
阀控式电池的时效特征内容提要按照更好地理解不同运行条件下阀控式蓄电池的行为宽范围的实验程序的框架，Fiamm 公司报告了用两种不同48V电池组进行热失控试验的比较。
该试验包括一组新电池、一组从通讯用途系统使用了5年的现场取回的电池。
试验结果表明随着阀控式电池使用年限的不同对于热失控的敏感性在发生变化。
另外也证明了电池排布方式和电池箱对于热管理的作用。
另外还报告了按照Bellcore TR－NWT－001200 试验模式加速时效试验的结果。
文章分析了把加速试验背后理论转变成现实的潜在的缺陷，也讨论了减轻高温试验副效应的条件。
通过本文的试验结果，并结合前文报告的内容，使得我们能够对于阀控式电池的时效过程有了一个清晰的了解，明白了所发生变化的确切含义。
引言前文【1】已经详述，非凡的试验揭示了阀控式电池在其整个使用寿命期间浮充电流的变化方式。
在电池寿命的前段时间所吸收的浮充电流要逐渐增加，一般来说在25ºC条件下经过大约两年的运行达到峰值。
然后随着电池的进一步运行浮充电流减小。
前段的增大是由于随着水的逐渐损失、阀控式电池在寿命的初期对于热失控的敏感性很差。
这是可以预料的，因为蓄电池的再化合能力还没有完全形成。
由于相对较低的再化合能力，增加充电电流只能会增加水的电解。
由此形成的气体释出从电池内带走了部份热量，这样也就减缓了热失控的螺旋式上升速度。
然而当电池接近寿命终止时，由于不可避免的板栅腐蚀和水蒸气通过壳体所导致的水损失将产生下述不必要的负效应：●隔板孔数量的增加必将导致氧传输能力的相应增大。
由此形成的较高的再化合能力意味着氧循环产生更大量的热；●电解液量的减少将使得热量从极板的活性物质区域向电池壳的传导更加困难；●随着电解液比重的升高将会导致更低的比热，进而在极群产生相同的热量时会形成更高的温升。
随着电池的老化，当有电流通过已经产生一定程度腐蚀的板栅时，以上这些效应并伴随增加的电阻热（或称“焦耳”热）一起将使得阀控式电池对于热失控更为敏感。
电池热失控试验
电池热失控试验
电池热失控试验是指在不同温度下，对电池进行充放电循环测试，通过检测样品的温度升高率、平均温度和最高温度等参数，来评估电池的热失控性能。
该试验需要设备具有自动控制和监测功能，并保证测试环境的稳定性和安全性。
试验的一般步骤如下：
1. 对电池进行表面处理，清理表面并撕除可能导热性不佳的材料，以便热电偶可以更紧密地贴合电池表面。
2. 对电池进行活化，并按照规定的方法进行SOC（荷电状态）控制。
在充放电过程中，需要防止虚接或短路。
3. 登记基础数据，包括电池的质量和电压，并留存图像资料。
请注意，电池热失控试验具有一定风险，因此需要在专业的实验室环境下进行，由专业人员进行操作。
同时，对于试验过程中可能出现的各种情况，需要有充分的应急措施和安全保障。
COMSOL Multiphysics对锂离子电池的热失控模拟
COMSOL Multiphysics对锂离子电池的热失控模拟newmaker仿真揭示了，放热条件可能导致热引燃。
在锂离子电池的开发过程中，安全设计与评估在预防热失控引起的着火等问题中发挥着重要的作用。
我们使用模拟技术，如COMSOL Multiphysics来了解各种现象对锂离子电池的影响，评估电池的安全性。
本文介绍了一种建模的方法来测试在锂电池里的化学反应放热的安全性。
“如果释放的热量比由内部和外部放热产生的热量大，电池将会是热稳定的状态。
如果释放的热量少，温度就会稳步上升并导致热失控。
”我们的模拟着眼于使用热分析来评估热失控条件。
考虑了三种放热形式：使用加热箱和加速量热仪（ARC）的外部加热化学反应（热降解反应，燃烧等）产生的内部热量，和热（热传导、辐射）。
如果释放的热量比由内部和外部放热产生的热量大，电池将会是热稳定的状态；如果释放的热量少，温度就会稳步上升，并将导致热失控。
在加热试验的模拟中，外部热源使用加热箱供热。
图1.活性材料的热化学反应DSC测量一种反应热模型当模拟化学反应产生的内部热时，有几个物理现象必须考虑。
首先，分离膜和电解质的热降解，这将影响电导率。
其次，负极的电解质反应，涉及多种反应，不能用单一反应来描述。
本研究中，反应分两步进行：固体电解质接触面（SEI）和通过SEI的负极电解质反应。
最后，在模型中也包含了正极电解质反应。
“COMSOL Multiphysics是电池分析的理想平台。
”表1.分析条件（18650圆柱形电池）我们进行了一系列在匀速升温的化学反应的差示扫描量热仪分析（DSC）来获得参数拟合的反应热模型。
图1显示的是一个DSC测量的例子，一个1小时温度升高的过程（5°C/分钟），其中正电极是LiCoO2，负电极是碳，电解液是一种碳酸乙烯（EC）和碳酸二乙酯（DEC）的混合物。
从图一中DSC测量的结果看出，生热率系数——单位时间单位体积产生的热量——随温度变化的曲线。
电芯热失控检测方法
电芯热失控检测方法
电芯热失控的检测方法主要包括热失控测试和针刺试验。
热失控测试是通过将电池包中的一块电池做成特殊电池模组，布置好温度传感器，选择其中一个电芯作为触发电芯，对其进行针刺或加热来触发热失控。
判定条件为：监测点的温升速率dT/dt≧1℃/s（持续3秒以上），同时电压降超过初始电压的25%（或者监测点温度达到制造商规定的最高温度），
观察其内部是否会出现蔓延以及电池包冒烟、自燃、起火等现象，从而测试整个电池包的安全性。
针刺试验则是将动力电池样品电量充电至90%以上，采用直径3-8mm的
钢针，以一定的速度垂直于电池极片的方向贯穿样品，在针刺点附近布置温度传感器。
样品发生热失控的判定条件为：监测点的温升速率dT/dt≧1℃/s （持续3秒以上），同时电压降超过初始电压的25%（或者监测点温度达
到制造商规定的最高温度），观察其内部是否会出现蔓延以及电池包冒烟、自燃、起火等现象，从而测试整个电池包的安全性。
以上信息仅供参考，如需获取更多详细信息，建议咨询专业电池工程师或查阅电池相关书籍文献。
钠离子电池热失控温度
钠离子电池热失控温度引言钠离子电池是一种新兴的储能技术，具有高能量密度、低成本和丰富资源等优点，被广泛认为是下一代储能技术的候选者之一。
然而，钠离子电池在使用过程中也存在着一些问题，其中之一就是热失控。
热失控是指电池发生异常放热，导致电池温度升高，甚至引发火灾、爆炸等严重安全事故。
为了确保钠离子电池的安全性能，研究钠离子电池的热失控温度是非常重要的。
钠离子电池的工作原理钠离子电池由正极、负极和电解质三部分组成。
正极材料通常采用钠离子嵌入/脱嵌反应的化合物，如钠离子插层氧化物。
负极材料则采用碳材料，以吸附和释放钠离子。
电解质通常是有机溶液或聚合物凝胶，用于传递钠离子的电荷。
在充放电过程中，钠离子从正极嵌入到负极，或从负极脱嵌到正极，完成电荷的传递。
这个过程伴随着电池内部的化学反应和电子的流动。
当电池处于高温或过充电状态下，电极材料可能会发生相变、分解或氧化等反应，产生大量热量。
如果这些热量无法及时散发，就会导致电池温度升高，进而引发热失控。
热失控温度的意义热失控温度是指电池发生热失控的温度阈值。
在这个温度以上，电池内部的反应会迅速加速，产生更多的热量，从而形成一个正反馈的热失控过程。
如果不能及时控制这个过程，电池可能会发生火灾、爆炸等严重事故，对人身安全和财产造成巨大威胁。
因此，研究钠离子电池的热失控温度对于评估电池的安全性能、制定安全措施以及优化电池设计具有重要意义。
通过确定热失控温度，可以为电池的使用和储存提供安全的工作温度范围，并为电池的设计和制造提供参考依据。
影响钠离子电池热失控温度的因素钠离子电池的热失控温度受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 电池内部结构电池内部结构包括正负极材料的选择、电解质的性质、电池壳体材料等。
正负极材料的热稳定性、导电性和热导率等性质会直接影响电池的热失控温度。
电解质的热容量和热传导性能也会影响电池内部热量的散发速度。
2. 充放电条件充放电条件包括电流密度、充放电速率、充放电循环次数等。
热失控测试步骤
热失控测试步骤1. 热失控概述热失控是指在一定条件下，物体的温度超过其可控范围，无法有效地降温导致温度不断升高的情况。
对于电子设备而言，热失控可能导致设备的过热、短路、甚至起火等严重后果。
因此，在产品设计和测试阶段进行热失控测试非常重要。
2. 热失控测试目的热失控测试的目的是验证产品在极端温度条件下（高温）是否能正常工作，是否会出现过热、短路等异常情况。
通过热失控测试，可以评估产品的安全性、可靠性，为产品的改进提供参考。
3. 热失控测试步骤3.1 测试环境准备在进行热失控测试之前，首先需要准备好测试环境。
测试环境需要包括以下几个方面的内容： - 温度控制设备：用于控制测试室的温度，确保测试时能够达到所需的高温条件。
- 测试设备：包括测试样品、电源、测试仪器等。
- 安全措施：考虑到测试过程中可能出现的异常情况，需要做好防护措施，确保测试过程的安全。
3.2 设置测试条件在进行热失控测试之前，需要确定测试的温度范围和持续时间。
根据产品的使用条件和设计要求，选择适当的温度范围和持续时间进行测试。
测试时应注意控制温度的稳定性，避免温度波动对测试结果的影响。
3.3 进行测试在确定测试条件之后，可进行热失控测试。
测试时需要按照以下步骤进行： 1. 将测试样品放置在测试设备中，连接好电源和测试仪器。
2. 开始记录温度和测试时间。
3. 增加温度至设定的测试温度。
4. 在温度稳定后，观察样品的工作状态，检测是否出现异常情况，比如过热、短路等。
5. 持续记录温度和测试时间，直到达到预设的测试时间为止。
6. 测试结束后，将测试样品取出，观察其外观是否有明显的热损伤。
3.4 数据分析与结论在完成热失控测试后，需要对测试数据进行分析，得出结论。
主要包括以下几个方面的内容： - 温度曲线分析：分析测试过程中温度的变化趋势，判断是否存在过热现象。
- 设备状态分析：观察测试样品的工作状态，判断是否存在异常情况。
- 外观检查：检查测试样品的外观，是否有明显的热损伤。
电池热失控测试因素
电池热失控测试因素
电池热失控测试是对电池安全性的重要评估手段之一，旨在模拟和检测电池在极端条件下可能出现的失控发热、起火或爆炸等情况。
以下是在进行电池热失控测试时考虑的关键因素：
1.测试条件：
-过充测试：通过超过推荐的充电电压或电流，触发电池内部反应加剧，观察电池是否能够有效阻止热失控的发生。
-过热测试：将电池置于高于其正常工作温度的环境中，或通过外部加热方式促使电池内部温度上升，看其能否维持稳定状态。
-过放测试：将电池深度放电至远低于其最低工作电压，以检验电池材料是否会在过放电条件下产热过多并失控。
-内短路测试：模拟电池内部出现短路的情况，检查电池管理系统的保护机制以及电池结构抵抗短路的能力。
2.监测参数：
-电压变化：监控电池的电压降，这是热失控早期的信号之一。
-温度监控：设定并跟踪监测点温度，当温度达到电池的保护阈值或温升速率超过一定标准时，表明可能存在热失控风险。
-压力变化：某些情况下，伴随热失控会有内部压力的急剧升高，也需要通过压力传感器监测。
3.实验安全措施：
-样品准备：确保电池处于适宜的初始状态，并且在安全环境下操作。
-设备布局：合理布置传感器和电线，避免在电池安全阀开启时受损。
-夹具选择：使用合适的夹具固定电池，确保不会因夹具本身导致电池内部应力不均或热传导异常。
-防护设施：实验区域应配备适当的防火、防爆及排烟设施，以应对可能发生的意外情况。
4.数据分析：
-分析测试数据以确定何时发生热失控，并研究电池热失控的传播模式和速度。
-评估电池的安全性能，包括热扩散能力、排气系统效果、外壳强度等。
热失控测试步骤
热失控测试步骤热失控是指物体因为外部或内部原因导致温度急剧升高，无法自行控制的现象。
在工业、科研等领域中，热失控可能导致严重的事故和损失。
为了提前发现和防止热失控的发生，人们常常进行热失控测试。
本文将介绍热失控测试的具体步骤。
步骤一：确定测试对象热失控测试的第一步是确定测试对象。
测试对象可以是各种物体、设备或材料，例如电池、电路板、机械设备等。
测试对象的选择应根据实际情况和测试需求进行，确保测试结果的可靠性和有效性。
步骤二：准备测试环境在进行热失控测试之前，需要准备一个合适的测试环境。
测试环境应具备稳定的温度控制能力，并能够提供充足的通风条件。
同时，还应确保测试环境的安全性，避免因测试过程中的意外情况导致人员伤害或设备损坏。
步骤三：测试前准备在进行热失控测试之前，需要进行一些测试前的准备工作。
首先，要对测试对象进行必要的检查和维护，确保其状态良好。
其次，要根据测试需求准备好测试所需的仪器设备和工具。
最后，要制定详细的测试方案和测试流程，明确测试的各个环节和要求。
步骤四：进行测试进行热失控测试时，需要按照事先制定的测试方案和测试流程进行操作。
首先，要根据测试需求设置合适的温度和时间参数。
然后，将测试对象放置在测试环境中，并启动测试设备。
在测试过程中，要及时记录和监测测试对象的温度变化和其他相关参数。
同时，还要留意测试对象是否出现异常情况，如过热、冒烟、起火等。
步骤五：数据分析和结果判断在完成热失控测试后，需要对测试数据进行分析和结果判断。
首先，要对测试数据进行整理和统计，得出测试对象在不同条件下的温度变化规律。
然后，根据测试结果和事先设定的判断标准，对测试对象的热失控情况进行评估和判断。
最后，根据评估结果采取相应的措施，如维修、更换或改进设备等。
步骤六：总结和改进热失控测试完成后，需要对测试过程进行总结和改进。
通过总结，可以发现测试中存在的问题和不足之处，并提出改进的思路和方法。
同时，还可以对测试方案和测试流程进行优化，提高测试效率和准确性。
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阀控式电池的时效特征内容提要按照更好地理解不同运行条件下阀控式蓄电池的行为宽范围的实验程序的框架，Fiamm 公司报告了用两种不同48V电池组进行热失控试验的比较。
该试验包括一组新电池、一组从通讯用途系统使用了5年的现场取回的电池。
试验结果表明随着阀控式电池使用年限的不同对于热失控的敏感性在发生变化。
另外也证明了电池排布方式和电池箱对于热管理的作用。
另外还报告了按照Bellcore TR－NWT－001200 试验模式加速时效试验的结果。
文章分析了把加速试验背后理论转变成现实的潜在的缺陷，也讨论了减轻高温试验副效应的条件。
通过本文的试验结果，并结合前文报告的内容，使得我们能够对于阀控式电池的时效过程有了一个清晰的了解，明白了所发生变化的确切含义。
引言前文【1】已经详述，非凡的试验揭示了阀控式电池在其整个使用寿命期间浮充电流的变化方式。
在电池寿命的前段时间所吸收的浮充电流要逐渐增加，一般来说在25ºC条件下经过大约两年的运行达到峰值。
然后随着电池的进一步运行浮充电流减小。
前段的增大是由于随着水的逐渐损失、阀控式电池在寿命的初期对于热失控的敏感性很差。
这是可以预料的，因为蓄电池的再化合能力还没有完全形成。
由于相对较低的再化合能力，增加充电电流只能会增加水的电解。
由此形成的气体释出从电池内带走了部份热量，这样也就减缓了热失控的螺旋式上升速度。
然而当电池接近寿命终止时，由于不可避免的板栅腐蚀和水蒸气通过壳体所导致的水损失将产生下述不必要的负效应：●隔板孔数量的增加必将导致氧传输能力的相应增大。
由此形成的较高的再化合能力意味着氧循环产生更大量的热；●电解液量的减少将使得热量从极板的活性物质区域向电池壳的传导更加困难；●随着电解液比重的升高将会导致更低的比热，进而在极群产生相同的热量时会形成更高的温升。
随着电池的老化，当有电流通过已经产生一定程度腐蚀的板栅时，以上这些效应并伴随增加的电阻热（或称“焦耳”热）一起将使得阀控式电池对于热失控更为敏感。
考虑到这些因素，非凡按照Bellcore的要求用分别新电池和普通用途已经正常浮充运行了5年的电池进行了热失控试验。
除了要观察充电行为随时间的变化以外，非凡还进行了Monolite系列产品预期寿命的定量的研究。
已经按照Bellcore TR-NWT-001200【4】进行了很多加速寿命试验。
起初这些试验的结果是采用技术参考3.4款小规模试验要求进行分析的，现在我们可以把这些数据进行综合来计算活化能了，这样的数据更接近于Monolite产品的情况。
尽管这些结果显得有利，但确实采用这些方法外推实际寿命的有效性还具有某种程度的保守。
这些在本文后面要讨论。
试验热失控试验设计该试验的目的是评估阀控式电池在过充电条件下的行为，诸如由于个别电池短路、高温、和/或浮充运行中充电器出了故障。
因为电池对于热失控的敏感性很大程度上取决于热消散能力，因此采用了一整组置于标准通讯用途电池柜的一组48V电池进行试验。
这也就保持了和其它的试验条件相同【5，6】。
所用电池柜为单格间构型，带电池滑入架（见图1示）。
在这种电池柜内，电池用小金属片固定，以保持电池间距均匀。
电池托架上开有通风道以允许热空气在电池间上升，形成烟囱效应。
试验程序包括在室温条件下给电池组充电，从2.35V/只开始，以每天升高0.06V/只的步阶直至观察到热失控。
出于安全考虑，充电电流限制为电池容量的10％（即，150Ah的电池限定为15A）。
在整个试验期间，监控电池电压、电流、环境温度和两个电池架内的温度。
此外，分别在底层和上层分别监控两只电池的电压和气体流。
图1 热失控试验的排布最初的试验采用12只从生产线随机抽取的4SLA150电池进行。
在试验之前首先测试电池的容量（5小时率）并称重。
试验结束时进行同样的检测。
表1给出了试验前后的数据。
该试验的结果采用图示的方法示于图2。
由图可以看出，热失控条件是在电压达到2.83V/只时呈现的：达到了限制电流，电池温度惊人的升高。
该试验经过216小时停止。
表1：热失控试验―――新电池数据图2 热失控试验――新电池该结果超出了我们最乐观预期。
由此很容易计算得出，热失控出现的条件相当于标准浮充状态下（2.27V/只）的24只一组电池中有5只电池完全短路。
尽管每只电池的平均重量损失为272g, 值得注意的是每只电池的容量还仍然超过100％。
第2个试验采用的是类似电池，1991年装在意大利电信北部一个偏远的机站。
同样在试验前后都分别进行了C5容量试验和重量检查，见表2示。
试验结果示于图3。
由图可以看出，现场使用后的电池热失控出现的要早（2.77V/只），出现的条件大致相当于24只一组的电池中有4只短路电池。
表2：热失控试验――运行5年的电池的数据图3 热失控试验――运行5年的电池从平均的电流流动可以计算在电池温度条件下的法拉第气流。
将该气流与领示电池（两只单体电池模块）的实际气流进行比较，进而可以粗略估算再化合效率，见表3所示。
有趣的是注意到了即使当再化合极限已经明显达到、而且开始完全气化，“再化合电流”继续随总的充电电流在增大。
不太象是在如此短的时间内隔板打开了许多新的孔道，因此可能是正极板产生的高的气体压力迫使更多的氧穿过隔板现存的孔道。
因此似乎存在着一个上限电流，高于此限之后再化合不再显示高效率；另外还有一个独立的高得多的电流，相当于电池内维持再化合最高水平的电流值。
表3 热失控试验――数据汇总加速寿命试验非凡公司几年前按照BellcoreTR-NWT-001200 开始了一系列的加速寿命试验。
从那时起也为其它客户进行了其它加速寿命试验。
尽管其它的试验没能严格地满足技术基准的要求，但还是可以把这些试验综合起来改善试验程序的统计有效性。
用于试验的Monolite电池和分别试验的温度如下：●5只2SLA300, 50ºC；●2只12SLA 75，60ºC；●3只6SLA100，71.1ºC;●3只6SLA100，82.2ºC.每种情况的试验程序都是把电池放到维持试验温度（±1ºC）相对湿度20％的恒温室中。
电池以25ºC标准的浮充电压2.27V/只进行充电。
定期将电池取出，在室温条件下均衡一下，进行容量试验，充电后放回到恒温室中。
在82ºC条件下的试验遇到了特殊的问题，因为用于Monolite电池槽盖的ABS塑料在如此高温条件下发生变形。
因此将电池装在的钢制套盒内以维持极群的压力，但尽管如此还是认为由此产生了一些额外的容量损失。
鉴于此，对于此温度条件下的试验寿命终止标准降低为额定容量的50％。
所有其它试验都采用降低为额定容量的80％为寿命终止。
每个试验的平均容量随时间的变化情况示于图4，5，6和7。
每只电池平均容量达到寿命终止条件的时间示于表4试验结果的表述使用阿仑尼乌斯（Arrhenius）定律：式中：k1和K2是在温度T1和T2（绝对温度K）时的反应速度；Ea，是活化能；R 是气体常数（1.987 卡/摩尔－K）图8 阿仑尼乌斯曲线至少和另外一项研究相同【7】，开始使用了TR-NWT-001200 3.4节列出的Bellcore 小规模试验要求来外推25ºC时的预计寿命。
然而这些计算所使用的系数是以14.5千卡/摩尔保守的活化能为基础的；把这些实验结果综合的目的是要为Monolite产品确定一个更为精确的活化能。
试验时间的阿仑尼乌斯曲线示于图8。
尽管71ºC时的试验结果很令人满意，但当使用小规模试验要求进行解释时，该试验数据在阿仑尼乌斯曲线上的点与其它实验数据点未能很好的线性化。
利用该曲线我们可以外推25ºC时的预计寿命，大致相当于3800天，或10.4年。
从该曲线也可以计算Monolite产品的活化能，由图可以计算出15.5千卡/摩尔。
讨论如所预料的，我们的试验显示了阀控式电池随着使用年限对于热失控更加灵敏：新电池在2.83V/只时开始发作；使用了5年的电池在2.77V/只时就要开始。
然而由于使用后的电池平均容量仍然还有104％，所以电池还没有严重的劣化，各试验间没有观察到大的不一致。
我们相信，当电池越是接近寿命终止时，差别将越明显。
对于该产品所显示出的耐热失控的水平既高兴、又吃惊。
尽管在电池的设计上花费了很大的精力以期获得这样的效果，但这并没有给出全部。
在为该用途和类似使用场合设计单个间构造时，一直在集中精力使电池间的通风最大化，以确保良好的热控制。
尽管热管理的重要性已广为认知，但多数蓄电池和电池使用设备厂家还仍然继续把阀控式电池组置于密封的空间、不留任何间隔，放在钢架上没有任何通风孔道。
需要有良好的热管理不仅是为了防止热失控，更是为了延长电池的运行寿命。
电池的平均运行温度每升高3ºC，阀控式电池的老化速度将提高30％。
一个10年寿命的电池将变成一个7年的产品，只是需要一点点通风而已。
我们所进行的加速寿命试验在很宽的温度范围、采用Monolite系列多种产品型号都给出了一致的结果。
这就令我们有高度的自信，该试验结果是Monolite全系列产品的特征。
之所以这样说，我们是担心这种试验结果不能真正代表阀控式电池的通常的时效特征。
我们早期的一项研究表明，在50ºC（我们试验的最低温度）、和2.27V/只条件下试验，Mololite电池的负极板还存在极化，进而导致完全电解和水的损失。
这样条件并不代表具有温度补偿功能充电器的正常运行电池的老化过程。
如果这样的过程比起其它的时效机理具有更低的活化能，实际确类似如此，那么外推寿命的预测将是相当保守的。
这种试验令我们担心的另一个因素是外壳材料。
我们已经提到，对于82ºC试验的电池使用了钢质夹套以控制外壳的变形。
实际上电池盖已经发生了严重的形变，我们相信尽管使用了钢制夹套对极群的压力已经损失了一些。
这种情况所代表的时效过程在正常条件下不太可能会遇到。
对于Monolite系列产品使用的是ABS塑料不太可能成为问题，但对于使用较软塑料的电池就可能是一个主要问题了。
比较阀控式电池的壳体材料时首先是集中到水蒸汽的渗透速度来判断所比较的材料。
借此来比较，初看起来聚丙烯要优于ABS。
然而当把高温条件下的尺寸稳定性作为一项因素加以考虑时，聚丙烯则要处于劣势。
阀控式电池的内部气压总要对于外壳形成一个向外的力，这样当高温时塑料变软时，壳体鼓胀，极群压力损失。
活物质也就不能再与隔板中的酸保持紧密的接触，因而容量损失是必然结果。
当室外设备的电池柜内的温度有规律的达到50ºC或更高温度时，薄壁聚丙烯电池壳耐受不住膨胀力，某种额外的加强措施是必须的，或者是钢制夹套模式，或者大大加大槽壁厚度。