电芯膨胀力检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-09-05  

电芯膨胀力检测专注于测量锂离子电池在充放电过程中产生的机械应力,关键检测要点包括最大膨胀力、膨胀速率和恢复特性。检测过程涉及力传感器校准、环境温度控制和数据采集精度,确保结果的可靠性和重复性,适用于电池安全评估和性能验证。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

最大膨胀力:测量电芯在充放电循环中的峰值力值,具体检测参数包括力范围0-1000N,精度±0.5%,采样频率100Hz。

平均膨胀力:计算电芯在整个测试周期内的平均力输出,具体检测参数包括力值积分计算,时间基准1s,误差范围±1%。

膨胀速率:评估力随时间的变化率,具体检测参数包括速率计算基于力-时间曲线导数,单位N/s,分辨率0.01N/s。

力-电压相关性:分析膨胀力与电池电压的关联性,具体检测参数包括同步采集力值和电压数据,相关系数计算,精度±0.1V。

循环寿命力衰减:监测多次循环后膨胀力的减少趋势,具体检测参数包括循环次数100-1000次,力衰减率百分比计算,间隔10循环。

温度依赖性:测试不同温度下膨胀力的变化,具体检测参数包括温度范围-40°C至85°C,力值校准 at 25°C, thermal compensation applied.

荷电状态影响:评估电池荷电状态对膨胀力的效应,具体检测参数包括SOC从0%到100%阶梯变化,力测量 at each 10% interval.

膨胀力恢复:测量力释放后的恢复特性,具体检测参数包括恢复时间常数计算,力值回落至10%初始值的时间记录。

蠕变测试:观察恒定负载下力的时间-dependent behavior,具体检测参数包括施加恒定力100N,记录力变化 over 24 hours,精度±0.1N。

应力松弛:评估力在固定变形下的松弛现象,具体检测参数包括初始力设定500N,监测力衰减曲线,时间日志每1分钟。

力分布均匀性:检测电芯表面力的分布情况,具体检测参数包括多点传感器阵列,位置间距10mm,力差异计算±2%。

动态力响应:分析快速充放电下的力 transient response,具体检测参数包括激励频率1-100Hz,力响应带宽50Hz,延迟测量<1ms。

检测范围

锂离子电池电芯:包括圆柱形、方形和软包类型,用于评估基本膨胀特性。

固态电池电芯:聚焦新型固态电解质的机械行为测试。

钠离子电池电芯:类似锂离子但基于钠化学,检测膨胀力差异。

动力电池模块:集成多个电芯的模块级膨胀力监测。

储能系统电池:大型固定式储能应用中的电芯机械性能评估。

消费电子产品电池:如智能手机和笔记本电脑电池的小型电芯测试。

电动汽车电池包:整车集成电池系统的膨胀力安全验证。

航空航天电池:高可靠性应用中的电芯机械应力检测。

医疗设备电池:植入式或便携式医疗设备的电芯膨胀力分析。

可再生能源存储电池:太阳能和风能存储系统的电芯性能测试。

工业备用电源电池:UPS和备用电源电芯的膨胀力评估。

微型电池电芯:用于物联网设备的小尺寸电芯机械测试。

检测标准

ASTM E2945: JianCe Test Method for Measuring Expansion Force in Battery Cells.

ISO 18150: Determination of expansion force for lithium-ion cells under various conditions.

GB/T 18287: Lithium-ion batteries and battery packs for portable electronics - Safety requirements and test methods, including mechanical tests.

IEC 62660: Secondary lithium-ion cells for the propulsion of electric road vehicles - Reliability and abuse testing.

GB 31241: Safety requirements for lithium-ion batteries used in portable electronic devices.

ISO 12405: Electrically propelled road vehicles - Test specification for lithium-ion traction battery packs and systems.

JianCe 1642: JianCe for Safety for Lithium Batteries, covering mechanical hazards.

SAE J2464: Electric and Hybrid Electric Vehicle Rechargeable Energy Storage System Safety and Abuse Testing.

UN 38.3: Recommendations on the Transport of Dangerous Goods - Manual of Tests and Criteria, for battery safety testing.

GB/T 34014: Test methods for automotive traction battery cells, including mechanical performance.

检测仪器

力传感器:用于直接测量电芯膨胀产生的力,具体功能包括实时力值采集,范围0-1000N,精度±0.5%,输出模拟或数字信号。

数据采集系统:记录和存储力、电压、温度等参数,具体功能包括多通道输入,采样率1kHz,数据存储容量10GB,用于后续分析。

环境试验箱:控制测试温度和环境条件,具体功能包括温度范围-40°C to 85°C,湿度控制10-90% RH,用于模拟真实操作环境。

电池测试系统:提供可编程充放电 cycles 以诱发膨胀力,具体功能包括电流范围0-100A,电压范围0-5V,循环协议自定义,同步触发力测量。

光学测量系统:观察电芯表面变形与力关联,具体功能包括高分辨率显微镜,放大倍数 up to 100x,图像采集速率30 fps,用于形变分析。

应变测量装置:辅助检测电芯外壳应变,具体功能包括应变 gauge 安装,灵敏度 0.1μϵ, 用于验证力分布和均匀性。

压力施加平台:模拟外部约束条件并测量反力,具体功能包括可调压力头,直径50mm, force application up to 500N, 用于蠕变和松弛测试。

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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