應用案例｜不同技術(shù)路線ARC針對大容量磷酸鐵鋰電池熱失控測試的一致性驗證
前言
自2018年仰儀科技推出首款電池絕熱量熱儀BAC-420A后，持續(xù)推進設備迭代升級，陸續(xù)研發(fā)出BAC-420B低溫型電池絕熱量熱儀、BAC-800A大型電池絕熱量熱儀、BAC-800B及BAC-1000A密封型大型電池絕熱量熱儀等多款產(chǎn)品。其中，BAC-800B與BAC-1000A兩款密封型大型電池絕熱量熱儀的技術(shù)革新與升級幅度最為顯著。
仰儀科技BAC系列大型電池絕熱量熱儀
BAC-420A絕熱量熱儀依據(jù)ASTM E-1981標準研發(fā)，其結(jié)構(gòu)借鑒了仰儀科技化學品絕熱量熱儀TAC-500A的技術(shù)架構(gòu)，包括BAC-90A和BAC-800A也是該統(tǒng)一技術(shù)路線。而BAC-800B與BAC-1000A則是在繼承前代產(chǎn)品優(yōu)勢的基礎上，結(jié)合客戶在鋰電池熱失控測試中新痛點和需求，全新研發(fā)的新一代大型電池絕熱量熱儀。
在保障實驗絕熱性能與溫度數(shù)據(jù)測量準確性的基礎上，BAC-800B創(chuàng)新性地在儀器絕熱層外增加了一層壓力容器，符合國標GB 150內(nèi)壓力容器標準。該設計可將實驗過程中產(chǎn)生的氣體完全封閉，實現(xiàn)溫度測試與產(chǎn)氣測試（包括產(chǎn)氣壓力、產(chǎn)氣速率、產(chǎn)氣量等）的同步進行，使單次實驗即可獲取傳統(tǒng)多組實驗才能得到的數(shù)據(jù)，有效保障了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性。
相較于之前的絕熱量熱儀，密閉型電池絕熱量熱儀可獲得更多的絕熱熱失控數(shù)據(jù)，同時保證了絕熱性能的準確可靠性，即獲得準確可靠的溫度數(shù)據(jù)。另外，同一個電池的熱失控數(shù)據(jù)在兩種不同儀器上的復現(xiàn)性也是許多人關(guān)注的重點。因此，本次實驗選用了兩個500Ah+磷酸鐵鋰電池分別在BAC-420A及BAC-800B開展測試。
圖1 BAC-400A大型電池絕熱量熱儀
圖2 BAC-800B大型電池絕熱量熱儀
實驗方案
本次實驗采用BAC-800B與BAC-420A大型電池絕熱量熱儀對磷酸鐵鋰電芯進行絕熱熱失控測試。為確保數(shù)據(jù)對比的有效性，實驗選用同一批次的兩個500Ah+磷酸鐵鋰電池，其中BAC-800B在測試溫度與電壓參數(shù)的同時同步進行密封產(chǎn)氣測試，BAC-420A僅測試溫度與電壓數(shù)據(jù)，其余實驗條件（包括附加熱電偶配置、夾具規(guī)格等）均保持一致。
測試結(jié)果
圖3 BAC-800B電池熱失控(a)溫度&電壓曲線、(b)溫升速率-溫度曲線和(c)樣品熱電偶及附加熱電偶溫升曲線
圖4 BAC-420A電池熱失控(a)溫度&電壓曲線、(b)溫升速率-溫度曲線和(c)樣品熱電偶及附加熱電偶溫升曲線
表1 電池熱失控測試結(jié)果參數(shù)匯總
對圖3及圖4中的實驗數(shù)據(jù)分析后發(fā)現(xiàn)，兩次實驗的T1及T2溫差值均在5℃以內(nèi)，且觀察到溫升速率-溫度曲線也保持了高度一致。通過對兩次實驗的分析發(fā)現(xiàn)，兩個不同儀器對同一電池的實驗仍能保持良好的重復性。
總結(jié)
本次實驗結(jié)果證實，仰儀科技旗下不同尺寸及類型的絕熱量熱儀針對同一類型樣品測試時，能夠保持良好的數(shù)據(jù)一致性。盡管設備腔體尺寸及技術(shù)路線存在差異，但其均具備優(yōu)異的絕熱性能，可確保測試數(shù)據(jù)的準確性與一致性。
