储能电池热失控预警检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-18  

储能电池热失控预警检测围绕电池热行为、气体释放、电参数变化及材料热稳定性等核心维度,通过量化检测热扩散速率、产热速率、气体浓度等关键指标识别热失控前兆,为电池安全管理提供数据支撑。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

热扩散速率:表征电池内部热量传递的快慢,是判断热失控是否会快速蔓延的关键指标,检测参数:测量范围0.01~100℃/s,测试精度5%。

产热速率:量化电池在充放电、过充或短路等状态下的热量生成速度,反映电池的热负荷水平,检测参数:量程0.1~1000W/kg,分辨率0.01W/kg。

气体释放浓度(CO):监测热失控前兆阶段一氧化碳的释放量,是早期识别电池内部故障的重要指标,检测参数:检出限0.1ppm,测量范围0~1000ppm,精度2%FS。

电池表面温度分布:分析电池表面温度的均匀性及热点位置,判断电池热管理系统的有效性,检测参数:温度范围-40~300℃,空间分辨率1mm,精度0.5℃。

电压异常波动:检测电池充放电过程中电压的突变或持续异常(如骤降、骤升),识别内部短路或活性物质脱落等故障,检测参数:电压范围0~100V,采样频率≥1kHz,误差0.5%。

内阻变化率:通过内阻随循环次数的变化率,评估电池内部电极材料的退化程度,检测参数:内阻范围0.1mΩ~10Ω,测试精度1%,变化率分辨率0.01%/cycle。

材料热稳定性(DSC):测试电池正负极材料的热分解温度及放热峰值,判断材料在高温下的稳定性,检测参数:温度范围-100~500℃,升温速率1~20℃/min,热量分辨率0.1mW。

绝热温升:在绝热环境下测量电池自放热导致的温度升高,反映电池的热失控潜力,检测参数:温度范围25~500℃,温升速率0.01~10℃/min,精度1℃。

电解液泄漏量:量化电池在过充、碰撞或高温下的电解液泄漏体积,评估电池的密封性能,检测参数:测量范围0~100mL,精度0.1mL,检测时间≤30min。

电池膨胀力:监测电池外壳因内部气体生成或电解液膨胀产生的压力,判断电池是否即将发生破裂,检测参数:力值范围0~1000N,分辨率1N,精度2%。

检测范围

锂离子电池:包括三元锂电池(NCM/NCA)、磷酸铁锂电池(LFP)、锰酸锂电池(LMO)等各类储能用锂离子电池,检测其热失控预警指标。

电池模块:由5~20个单体电池串联/并联组成的储能电池模块,检测模块级热扩散速度及电压、温度一致性。

电池pack:包含电池模块、BMS、热管理系统及外壳的完整储能电池系统,检测系统级热失控前兆及预警响应能力。

电池正极材料:如三元锂材料(LiNiₓCoᵧMn₁₋ₓ₋ᵧO₂)、磷酸铁锂(LiFePO₄)、钴酸锂(LiCoO₂)等,检测材料的热稳定性及产热特性。

电池负极材料:如天然石墨、人造石墨、硅碳复合材料(Si/C)、钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)等,检测材料在过充或高温下的热行为。

电池电解液:包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等混合电解液及添加了阻燃剂的功能电解液,检测电解液的热分解温度及气体释放特性。

电池隔膜:如聚烯烃隔膜(PP/PE/PP三层)、陶瓷涂层隔膜(Al₂O₃/PP)、纤维素隔膜等,检测隔膜的热收缩率(120℃下1h)及闭孔温度。

住宅储能系统:用于家庭光伏配套的储能电池系统(如TeslaPowerwall、华为家庭储能),检测系统级热失控预警及保护功能。

工商业储能系统:用于工厂、商场等场景的大型储能电池系统(如集装箱式储能),检测系统的热扩散抑制能力及远程预警功能。

电网储能系统:用于电网调峰、调频的兆瓦级储能电池系统,检测系统的热稳定性及极端环境下的预警能力。

检测标准

GB/T36276-2018《锂离子电池热失控测试方法》

ISO12405-3:2017《电动车辆用锂离子电池第3部分:安全性要求》

ASTME1461-20《用差示扫描量热法测定材料热稳定性的标准试验方法》

GB38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》

IEC62660-2:2010《电动车辆用锂离子电池第2部分:性能测试》

GB/T28570-2012《储能用铅酸蓄电池热失控测试方法》

ASTMD5374-20《用热重分析法测定材料热稳定性的标准试验方法》

ISO21565:2005《电池碱性或其他非酸性电解质电池热稳定性测试》

GB/T18287-2013《蜂窝电话用锂离子电池总规范》

IEC62133-2:2017《便携式密封二次电池及电池组第2部分:锂离子电池的安全要求》

检测仪器

热扩散速率测试仪:通过电池内部布置的多通道温度传感器,实时监测不同位置的温度变化,计算热量从电池中心向表面传递的速度,识别热失控是否会快速蔓延。

产热速率测试仪:采用加速量热法(ARC)或绝热量热法(VTC),测量电池在充放电或异常状态下的热量生成速率,评估电池的热负荷水平。

气体浓度分析仪:配备红外传感器(检测CO、CH₄)和电化学传感器(检测H₂),实时监测电池释放的气体浓度,当浓度超过阈值时发出预警。

红外热像仪:通过非接触式测量,生成电池表面温度分布的热像图,快速识别热点位置(如极耳、电池边缘)及温度梯度。

电池内阻测试仪:采用四端子测量法,消除接触电阻影响,准确测量电池内阻随循环次数的变化,评估电池内部退化程度。

差示扫描量热仪(DSC):将电池材料样品与参比物置于同一温度环境中,测量两者的热量差,分析材料的热分解温度及放热峰值。

绝热加速量热仪(ARC):在绝热条件下,电池自身产热会导致温度升高,通过监测温度-时间曲线,计算绝热温升速率及热失控临界温度。

电池膨胀力测试仪:将电池固定在压力传感器之间,监测电池在充放电或高温下的膨胀力变化,当力值超过阈值时触发预警。

电压监测系统:通过高精度电压采集模块,实时监测电池单体/模块的电压变化,当电压出现突变或持续异常时,记录并报警。

热重分析仪(TGA):将电池材料样品加热至高温,测量样品重量随温度的变化,分析材料的热稳定性(如失重率、分解温度)。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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