大電池絕熱量熱儀(ARC)BTC-500在GB/T36276-2023及GB/T36276-2018中的應用案例
摘要:
國家市場監督管理局和國家標準化管理委員會于2023年12月28日發布,新版GB/T36276-2023《電力儲能用鋰離子電池》,并于2024年07月01日起正式實施。新版GB/T36276-2023是GB/T36276-2018版本的更新與替代,新國標基于市場發展、技術發展,對儲能應用的鋰離子電池性能提出了更多、更高的要求。
本應用案例展示了大電池絕熱量熱儀BTC-500在新版GB/T36276-2023測試要求下的能力驗證,充分說明了BTC-500產品滿足新國標對于電池測試的試驗要求。
國標要求:
GB/T36276-2023絕熱溫升試驗描述
6.7.4.1絕熱溫升特性試驗
電池單體絕熱溫升特性試驗按照下列步驟進行:
a)將按照6.2.4.1.1完成了初始化充電的試驗樣品置于絕熱模擬裝置內,連接溫度數據采樣線;
b)設置絕熱模擬裝置試驗起始溫度為40℃、試驗溫升步長為5℃、試驗終止溫度為130℃、溫度數據采樣周期為0.01min;
c)加熱試驗樣品至表面溫度達到40℃時保持當前溫度,靜置5h,記錄時間、溫度;
d)繼續加熱試驗樣品至表面溫度達到45℃時保持當前溫度,靜置1h,記錄時間、溫度;
e)控制試驗裝置恒定當前溫度20min,記錄時間、溫度,計算溫升速率;
f)以5℃為步長逐次遞增試驗樣品表面溫度至130℃,重復步驟d)~e);
g)停止加熱,待試驗樣品表面溫度恢復至室溫,拆除數據采樣線,取出試驗樣品;
h)記錄試驗現象,包括膨脹、漏液、冒煙、起火、爆炸、外殼破裂及破裂位置;
i)重復步驟a)~h)至所有試驗樣品完成試驗。
GB/T36276-2018絕熱溫升試驗描述
A.2.8絕熱溫升試驗
電池單體絕熱溫升試驗按照下列步驟進行:
a)電池單體初始化充電;
b)將絕熱加速量熱裝置的起始溫度設定為40℃、終止溫度設定為130℃,啟動裝置,待溫度達到40℃時保持溫度恒定,將電池單體放入絕熱腔體擱置5h;
c)加熱裝置以0.5℃/min的速率升溫,加熱幅度每達到10℃時保持當前溫度恒定20min,裝置的溫度準確度推薦為±0.2℃,升溫速率準確度推薦為±0.02℃/min;
d)實時監測電池單體表面中心點的溫度,溫度數據采樣周期不應大于10ms,溫度傳感器準確度應為±0.05℃;
e)參見附錄B表B.6記錄不同溫度恒定階段的溫度點對應的電池單體溫升速率;根據記錄的試驗數據作溫度-電池單體溫升速率曲線。
絕熱溫升測試方法對比:
技術要求 | GB/T36276-2018 | GB/T36276-2023 |
電池電量狀態 | 100% | 100% |
起始溫度(°) | 40 | 40 |
終止溫度(°) | 130 | 130 |
升溫速率(°/min) | 0.5 | - |
溫升臺階(°) | 10 | 5 |
初始靜置時間(h) | 5 | 5 |
升溫后靜置時間(h) | 0 | 1 |
溫度變化率計算時間(min) | 20 | 20 |
溫度數據采樣周期 | ≤10ms | 0.01min |
GB/T36276-2023對設備的要求:
針對絕熱設備,GB/T36276-2023提出了要求,設備至少可加熱至300℃,并具有較好的控溫效果。
設備能力驗證:
1.樣品準備
實驗樣品:鋁塊。
2.實驗條件
實驗儀器:H.E.L赫伊爾BTC-500大型電池絕熱量熱儀。
3.測試方法
使用HLC校準程序,運行鋁塊的校準,將鋁塊起始溫度設置為40℃,最高溫度為330℃,溫升臺階為20℃。鋁塊尺寸與市面常見的280Ah儲能電池相當,直立于腔體內。鋁塊中心處為ARC判定用熱電偶。
4.測試曲線
HLC標定曲線
5.測試結果:
鋁塊可加熱至330℃,加熱后的溫度平臺穩定,腔體未對鋁塊補償過多或補償不足。鋁塊表面溫度的波動度均處于±0.05℃之間,符合標準對設備的要求。
GB/T36276-2018及GB/T36276-2023的鋁塊驗證
GB/T36276-2018鋁塊絕熱溫升試驗
GB/T36276-2023鋁塊絕熱溫升試驗
GB/T36276-2018&GB/T36276-2023鋁塊絕熱溫升試驗search區間的平均溫升速率
測試結果:
GB/T36276-2018與GB/T36276-2023溫度平臺均平穩,且由于鋁塊無法發生自產熱行為,因此,說明腔體未對鋁塊發生過補償或補償不足的情況。相比于GB/T36276-2018,
GB/T36276-2023所需時間更久,但對于無法自產熱的鋁塊,其測試后的平均溫升速率更接近0,更符合絕熱體系下對鋁塊行為的預期。
20AhLFP電芯測試
1.樣品準備
實驗樣品:鋁塊,20AhLFP電芯。
2.實驗條件
實驗儀器:H.E.L赫伊爾BTC-500大型電池絕熱量熱儀。
3.測試方法
HLC參數標定是為了控制絕熱過程,通過合理的HLC標定,可以了解在絕熱控制過程中,腔體的動態熱補償對樣品可能產生的補償程度。從圖中曲線可以看出來,曲線平臺平穩。
對于不發生自產熱的鋁塊,控制體系對于鋁塊的升溫速率影響為±0.01℃/min。
20AhLFP電芯@20%SOC下GB/T36276-2023實驗結果
測試結果:
樣品測試應盡量與鋁塊標定的形式相同。樣品的GB/T36276-2023溫升曲線的search階段平均溫升速率均低于0.02℃/min,說明在20%SOC下,該圓柱電芯,在130℃以內,未出現風險問題。
結論與展望
H.E.L大電池絕熱量熱儀(ARC)BTC-500設備是一種安全可靠的測試系統,完全滿足新版GB/T36276-2023國標要求。作為絕熱測試方法的解決方案,設備預留多種接口,可以滿足多位置溫度測量、實時攝像、腔體內壓強實時監控、自動氣體收集、腔體內氣氛置換、過充/過放、針刺、低溫充放電等測試需求,為客戶提供更多的測試選擇。
(BTC-500加速絕熱量熱儀)
新能源汽車公司、檢測中心和材料供應商已經成為HEL的ARC客戶:
上海機動車檢測中心技術有限公司
比亞迪(BYD)
小鵬汽車
蔚來汽車(NIO)
三一重工
寧德時代(CATL)
中創新航(原名:中航鋰電)
多氟多新能源科技有限公司
北汽福田
中國汽車技術研究中心有限公司
中國北方車輛研究所
華為
中航鋰電
中信國安盟固利動力科技有限公司
國聯汽車動力電池研究院有限責任公司
化工安全領域已經成為HEL的客戶
中國安全生產科學研究院
青島科技大學
北京理工大學
中化集團
中石油
北京航天試驗技術研究所
北京石油化工學院
北京工業大學
沈陽化工研究院
山東京博石油化工有限公司
海洋化工研究院
中寧化集團
浙江大學
廈門大學
浙江化安安全技術研究院有限公司
H.E.L致力于工藝篩選優化、反應量熱和絕熱加速量熱
在反應過程安全和反應放大中的解決方案
過程安全與反應風險|電池絕熱量熱儀
化學合成與高壓催化|生物反應器系統
關于HEL
H.E.L——Hazard Evaluation Laboratories 成立于1987年,總部設在倫敦,在中國、美國、德國、意大利、印度擁有分公司。全資的赫伊爾商貿(北京)有限公司于 2020年在北京設立。
目前,H.E.L仍然是全球首屈一指的過程工藝及安全專業咨詢機構,同時已經發展成為一家致力于為客戶提供專業的化學反應過程篩選、工藝開發、過程優化以及反應危害評估設備的國際集團企業。
關于綠綿科技
2001年成立的北京綠綿科技有限公司(簡稱:綠綿科技)以體現客戶服務價值為宗旨,以專業精神和技能為廣大實驗室分析工作者提供樣品前處理、樣品制備及分析、實驗數據精確分析和管理的全面解決方案,致力于協助客戶提高分析檢測的效率和水平。主要代理產品:GC/MS/MS,LC/MS/MS新機租賃業務/LUMTECH 循環制備液相/靜音型雙頻超聲清洗/ Knauer 研發,中試和生產脂質納米顆粒(LNP)碰撞噴射混合器系統/冰點滲透壓儀、液相/超高壓液相色譜儀、在線SPE液相色譜儀/法國F-DGSi氮氣,超高純氫氣氣體發生器,液氮發生器 / Cytiva 生命科學設備/ LabOS 實驗室運營系統/ MassWorks 準確質量數測定及分子式識別系統/ MsMetrix 氣質香精香料分析軟件/Sin-QuEChERS農殘凈化柱/制藥企業質量回顧性報告系統(QRS)/英國赫伊爾生物反應器,電池絕熱量熱、催化劑合成。
關于綠綿科技
北京綠綿科技有限公司(簡稱:綠綿科技)以體現客戶服務價值為宗旨,以專業精神和技能為廣大實驗室分析工作者提供樣品前處理、樣品制備及分析、實驗數據精確分析和管理的全面解決方案,致力于協助客戶提高分析檢測的效率和水平。主要代理產品聯系電話:010-82676061/2/3/4/5/6/7/8
E-mail:info@lumtech.com.cn。