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哪些電池需經(jīng)外部短路試驗(yàn)機(jī)測試?電芯、電池組的短路安全性能評定

更新時(shí)間:2025-08-18   點(diǎn)擊次數(shù):6次

電池外部短路試驗(yàn)機(jī)作為評估電池在短路場景下安全性的核心設(shè)備,可針對不同類型、不同形態(tài)的電池及電池組件進(jìn)行短路測試,其測試對象覆蓋從基礎(chǔ)電芯到復(fù)雜電池組的全范圍。以下從可測試的電池類型電芯、電池組的短路安全性評估維度兩方面詳細(xì)說明:

一、電池外部短路試驗(yàn)機(jī)可測試的電池類型

涵蓋化學(xué)體系、應(yīng)用場景、形態(tài)結(jié)構(gòu)等多個(gè)維度,具體包括:

  1. 按化學(xué)體系劃分鋰電池:鋰離子電池(三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池等)、鋰聚合物電池(軟包鋰電)、鋰原電池(如鋰錳電池)。其他化學(xué)電池:鉛酸蓄電池(啟動用、儲能用)、鎳氫電池(混合動力汽車用)、鎳鎘電池(工業(yè)設(shè)備用)、鈉離子電池(新興儲能電池)等。

  2. 按應(yīng)用場景劃分消費(fèi)類電池:手機(jī)電池、筆記本電腦電池、藍(lán)牙耳機(jī)電池、智能手表電池等小型電芯及電池組。動力類電池:電動汽車動力電池(方形、圓柱、軟包電芯及模組)、電動自行車電池、電動工具電池(如鋰電池組)。儲能類電池:儲能電站用磷酸鐵鋰電池組、家庭儲能電池系統(tǒng)等。特種電池:醫(yī)療器械用電池、航天航空用耐高溫電池等。

  3. 按形態(tài)結(jié)構(gòu)劃分單體電芯:圓柱電芯(如 18650、21700)、方形電芯(鋁殼、鋼殼)、軟包電芯(聚合物電芯)。電池組 / 模組:由多個(gè)電芯通過串并聯(lián)組成的電池組(如電動汽車電池模組、儲能電池簇)、帶保護(hù)電路的集成電池包(如充電寶電池組)。

二、電芯與電池組的短路安全性評估維度

通過外部短路試驗(yàn),可從以下核心指標(biāo)評估電芯和電池組的安全性能,判斷其是否符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如 GB 31241、IEC 62133、UL 1642 等):

1. 單體電芯的短路安全性評估

  • 熱失控風(fēng)險(xiǎn):測試短路過程中電芯的最高溫度(是否超過標(biāo)準(zhǔn)閾值,如 60℃、130℃)、溫度上升速率(是否急劇放熱),評估是否發(fā)生冒煙、起火、爆炸。

  • 電壓與電流變化:監(jiān)測短路瞬間的峰值電流(是否符合設(shè)計(jì)承受能力)、電壓下降曲線(是否快速降至 0V 或出現(xiàn)異常波動),判斷內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否損壞。

  • 物理狀態(tài)變化:觀察短路后電芯是否出現(xiàn)漏液、鼓包、殼體破裂、噴濺(如電解液飛濺),評估電芯外殼的抗爆性和密封性。

  • 安全性判定:若短路后無起火、爆炸,且溫度、物理狀態(tài)符合標(biāo)準(zhǔn)要求,則判定為 “通過";反之則存在安全隱患。

2. 電池組(模組)的短路安全性評估

  • 整體熱擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn):評估短路時(shí)熱量是否從單個(gè)電芯擴(kuò)散至整個(gè)電池組(是否引發(fā)連鎖反應(yīng)),監(jiān)測電池組整體最高溫度、不同位置的溫度差異(判斷熱管理系統(tǒng)有效性)。

  • 保護(hù)電路響應(yīng):測試電池組內(nèi)置的保護(hù)板(BMS)在短路時(shí)是否快速觸發(fā)過流保護(hù)(如切斷回路),響應(yīng)時(shí)間是否符合安全要求(避免持續(xù)短路引發(fā)危險(xiǎn))。

  • 結(jié)構(gòu)完整性:檢查電池組外殼、連接件(如極耳、導(dǎo)線)在短路時(shí)是否燒蝕、斷裂,評估整體結(jié)構(gòu)的抗短路沖擊能力。

  • 安全性判定:除滿足單體電芯的安全要求外,還需確保電池組無整體起火、爆炸,保護(hù)電路正常工作,無熱擴(kuò)散現(xiàn)象,方可判定為符合安全標(biāo)準(zhǔn)。

三、測試的核心意義

無論是電芯還是電池組,外部短路試驗(yàn)的核心目的是模擬實(shí)際使用中可能出現(xiàn)的情況(如線路老化、誤操作導(dǎo)致的正負(fù)極直接接觸),通過標(biāo)準(zhǔn)化測試提前暴露其安全隱患,為電池設(shè)計(jì)優(yōu)化(如增強(qiáng)殼體強(qiáng)度、改進(jìn) BMS 算法)、生產(chǎn)質(zhì)量管控提供關(guān)鍵依據(jù),最終保障終端產(chǎn)品(如電動汽車、儲能設(shè)備)的使用安全。

不同類型的電池因應(yīng)用場景不同,其短路安全要求也存在差異(如動力電池的測試標(biāo)準(zhǔn)通常嚴(yán)于消費(fèi)類電池),因此需根據(jù)具體電池類型和行業(yè)規(guī)范調(diào)整測試參數(shù)(如短路電阻、測試時(shí)長),確保評估結(jié)果的針對性和有效性。


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