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鋰電池材料試驗第四講|鋰離子電池的強制內(nèi)短路測試
鋰離子電池作為目前流行的新能源動力源，已日益與我們的生活緊密連接。無論是智能手機，手表，電動牙刷，還是新能源動力汽車，鋰電池都是目前最為經(jīng)濟、可靠的能量源，并經(jīng)歷了長期的市場驗證。而隨著一例例因電池原因造成的著火、爆炸等事故，鋰電池的安全性也越來越受到大家的重視。
從每年在世界各地發(fā)生的電池安全事故的失效初步分析來看，大部分是由于電池內(nèi)部發(fā)生短路引起的。自2004年日本某公司筆記本電池發(fā)生起火后，經(jīng)詳細調(diào)查，起火是由于電池在生產(chǎn)過程中內(nèi)部混入了微小的金屬顆粒，此顆粒在電池充放電、溫度變化和外部撞擊的過程中穿刺了正負極隔膜，從而導致內(nèi)部發(fā)生了短路，進而引起熱失控，以致發(fā)生起火。但此類偶然混入無法*避免，所以我們對鋰電池提出了新的測試要求，即：電池即使有微小顆粒混入，需要依然能夠安全的使用，而測試電池混入微小顆粒后表現(xiàn)的測試即為鋰離子電池的強制內(nèi)短路測試。
LLOYD材料力學試驗機提供完整的鋰電池隔膜力學性能測試，主要包括隔膜拉伸強度、延伸率、穿刺強度，剝離強度（涂層復合膜）等。同時LLOYD材料力學測試系統(tǒng)可以完成高精度的鋰電池強制內(nèi)短路測試，確保鋰電池更加安全。
今天我們來介紹阿美特克鋰電池材料試驗解決方案第四講 ——鋰離子電池的強制內(nèi)短路測試。
鋰離子電池的強制內(nèi)短路測試
強制內(nèi)短路測試既可以應用在18650,21700等圓柱形電池，也可以應用于方形軟包電池。測試前，需要在規(guī)定環(huán)境的手套箱中對電池進行拆解，在混入模擬微小金屬顆粒的標準金屬鎳片后對電池進行封裝。在達到規(guī)定的溫度和時間條件后，放置于強制內(nèi)短路測試系統(tǒng)中以0.1mm/s的速度對電池放置鎳片的位置進行施壓，在勻速達到規(guī)定的壓力同時，實時監(jiān)測鋰電池壓力的變化和表面溫度的變化。當觀測到電壓發(fā)生50mV壓降或者當施壓載荷達到400N（方形電池）或800N（圓柱形電池）時，停止加壓并保持30s，然后撤壓。
如果在達到規(guī)定的壓力前發(fā)生50mV壓降，說明此電池未達到強制內(nèi)短路測試的安全標準；如果當壓力達到400N或800N而為發(fā)生電壓降，說明此電池可一定程度上避免因外部顆粒原因造成內(nèi)短路現(xiàn)象。
而一套高精度的強制內(nèi)短路測試系統(tǒng)，需要一臺高精度、高采樣率載荷施加系統(tǒng)，此系統(tǒng)需同時監(jiān)測和記錄鋰電池微量的電壓變化和溫度變化，并可以靈活的設定試驗條件以滿足更為嚴苛的測試和研發(fā)需求。
強制內(nèi)短路測試系統(tǒng)
在載荷量的施加與記錄方面，LLOYDLD系列測試系統(tǒng)可實現(xiàn)0.5%讀數(shù)級的載荷精度，并以1000Hz的采樣率記錄載荷的變化。此系統(tǒng)采用32位A/D轉換，具有*的力值分辨率。在達到載荷精度和分辨率的同時，其電壓和溫度記錄也可高達250Hz，是目前業(yè)內(nèi)同類測試中精度最高，采樣率最高的測試系統(tǒng)。
此系統(tǒng)配有防爆高低溫環(huán)境箱，即可滿足標準強制內(nèi)短路測試的溫度要求，可以變換溫度模擬不同溫度下的電池的力學性能研究。溫箱本身達到防爆級，即使在電池發(fā)生劇烈燃燒、爆炸等情況下依然可以保障試驗人員與系統(tǒng)的安全性，并帶有主動排風系統(tǒng)，可將測試中電池的煙氣排出，有效的保障實驗室環(huán)境。
鋰電池的力學測試
在滿足強制內(nèi)短路測試要求的同時，LLOYDLD測試系統(tǒng)還可以兼顧各種高精度的電池力學強度測試，如鋰電池三點彎曲強度，抗壓強度，鋰電隔膜拉伸強度、延伸率測量，鋰電隔膜穿刺強度,鋁塑膜的拉伸和穿刺性能等。
LLOYD測試系統(tǒng)專注于各類定制化解決方案，協(xié)助您完成更為專業(yè)的標準化和定制化測試，助力鋰電產(chǎn)品的測試和研發(fā)。
更多詳細方案，請垂詢AMETEK中國區(qū)辦事處或各地分銷商。
LLOYD材料力學試驗機
LLOYD（勞埃德）測試系統(tǒng)源自英國，是美國AMETEK（阿美特克）集團旗下產(chǎn)品。LLOYD材料試驗系統(tǒng)專注于輕工檢測，以讀數(shù)級精度，高達8000Hz的單通道數(shù)據(jù)采樣率，最高2032mm/min的測試速度廣泛應用于世界500強企業(yè)中。
LLOYD材料測試系統(tǒng)可準確、便捷的完成材料拉伸，壓縮，彎曲，穿刺，剝離，撕裂，摩擦，蠕變，松弛，低頻疲勞等多種測試項目。豐富的治具方案可在保證數(shù)據(jù)準確性的同時為用戶提供很大的操作便利性。
同時，作為測控系統(tǒng)的核心，專業(yè)的NexygenPlus操作軟件廣受廣大用戶的認可。軟件自帶龐大的國際標準庫，除了ASTM,DIN,EN,ISO,JIS等國際標準，用戶也可便捷的自建標準文件。
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