引言

隨著(zhù)可再生能源和電動(dòng)汽車(chē)的快速發(fā)展，儲能電池，尤其是鋰離子電池，因其高能量密度和長(cháng)循環(huán)壽命成為能源儲存的核心技術(shù)。然而，電池在極端條件下可能發(fā)生熱失控，導致起火或爆炸，威脅人身安全和財產(chǎn)。熱失控測試標準為評估電池安全性提供了科學(xué)依據，確保其在各種應用場(chǎng)景下的可靠性。本文將詳細探討儲能電池熱失控測試的標準，包括測試目的、主要方法、關(guān)鍵標準以及實(shí)施要點(diǎn)，旨在為行業(yè)從業(yè)者和研究人員提供參考。

熱失控測試的目的

熱失控是指電池因內部或外部因素引發(fā)連鎖反應，導致溫度急劇上升，最終可能引發(fā)燃燒或爆炸。熱失控測試的目的是模擬電池在異常條件下的行為，評估其安全性能，識別潛在風(fēng)險。這些測試不僅驗證電池在機械、電學(xué)和熱學(xué)濫用下的耐受能力，還為電池管理系統（BMS）和儲能系統設計提供數據支持。通過(guò)標準化測試，制造商可確保產(chǎn)品符合安全要求，降低事故風(fēng)險，同時(shí)增強市場(chǎng)信任。

主要測試方法

熱失控測試通常涵蓋多種濫用場(chǎng)景，模擬現實(shí)中可能導致電池失效的條件。以下是幾種常見(jiàn)測試方法：

熱濫用測試

熱濫用測試通過(guò)將電池置于高溫環(huán)境中，評估其在過(guò)熱條件下的穩定性。測試通常使用熱濫用試驗機，將電池置于自然對流或強制通風(fēng)的高溫箱中，以5±2℃/min的升溫速率加熱至130℃±2℃，并保持30分鐘。電池在此過(guò)程中應不起火或爆炸。測試需確保溫度分布均勻，以準確反映電池的熱穩定性。

機械濫用測試

機械濫用測試模擬電池受到物理?yè)p傷的情況，如針刺、擠壓或撞擊。針刺測試通過(guò)用鋼針刺穿電池，模擬內部短路，觀(guān)察是否引發(fā)熱失控。擠壓測試則施加外部壓力，評估電池結構完整性。這些測試需在受控環(huán)境中進(jìn)行，記錄電池的溫度、電壓和氣體排放等參數，以全面分析其反應。

電濫用測試

電濫用測試包括過(guò)充、過(guò)放和短路測試。過(guò)充測試將電池充電至超過(guò)額定電壓，觀(guān)察是否發(fā)生漏液或起火；短路測試模擬外部或內部短路，檢測電池的耐受能力。這些測試需精確控制電流和電壓，確保結果可重復。電濫用測試的結果可為BMS的保護機制設計提供依據。

熱失控氣體測試

熱失控過(guò)程中，電池可能釋放可燃氣體，增加爆炸風(fēng)險。氣體測試使用氣體檢測儀測量熱失控時(shí)釋放的氣體種類(lèi)和濃度。測試需在密封實(shí)驗箱中進(jìn)行，確保設備校準準確。結果有助于評估電池的通風(fēng)和滅火需求。

關(guān)鍵測試標準

熱失控測試需遵循國際和國內標準，以確保一致性和可靠性。以下是幾個(gè)主要標準：

UL 9540A

UL 9540A是評估儲能系統熱失控火焰傳播的測試標準，適用于大型儲能系統。測試包括單體電池、模塊和系統級別的熱失控試驗，重點(diǎn)分析熱失控蔓延路徑和火焰傳播特性。最新第五版更新了測試條件和數據記錄要求，提高了評估精度。

GB/T 38031

中國標準GB/T 38031《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》規定了熱失控測試的實(shí)施細則，包括熱濫用、針刺和過(guò)充等測試方法。該標準要求電池在測試中不起火、不爆炸，并于2021年1月1日起正式實(shí)施，適用于儲能和動(dòng)力電池。

IEC 62619

IEC 62619針對工業(yè)用鋰離子電池的安全性，涵蓋熱失控測試的要求。標準強調電池在異常條件下的性能，適用于儲能系統和固定式應用。測試需記錄電池的溫度、電壓和氣體排放等參數。

測試實(shí)施要點(diǎn)

實(shí)施熱失控測試需注重以下幾點(diǎn)：首先，測試環(huán)境需嚴格控制，確保溫度、濕度和設備校準符合標準要求；其次，測試需在專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室進(jìn)行，配備消防和排氣系統以應對潛在風(fēng)險；此外，測試數據需全面記錄，包括溫度曲線(xiàn)、氣體濃度和電池狀態(tài)變化，以支持后續分析；最后，測試結果應與實(shí)際應用場(chǎng)景結合，優(yōu)化電池設計和系統保護策略。

總結

儲能電池熱失控測試標準通過(guò)模擬極端條件下的電池行為，為評估其安全性提供了科學(xué)依據。熱濫用、機械濫用、電濫用和氣體測試等方法，結合UL 9540A、GB/T 38031和IEC 62619等標準，構成了全面的測試框架。這些測試不僅揭示電池的潛在風(fēng)險，還為優(yōu)化設計和降低事故風(fēng)險提供了數據支持。隨著(zhù)儲能技術(shù)的快速發(fā)展，測試標準也在不斷更新，融入更精準的測量技術(shù)和數據分析方法。未來(lái)，智能化測試手段和實(shí)時(shí)監測技術(shù)將進(jìn)一步提升熱失控測試的效率和準確性，為儲能行業(yè)的可持續發(fā)展保駕護航。