宏展Lab Companion：EV锂电池测试

1、基本介绍

电动汽车用动力电池的研究和应用经历了从铝酸电池、镍氢电池到锂电池的发展过程，而锂电池也经历了从金属锂到锂化合物再到现在的锂离子电池的发展过程。

锂离子动力电池主要由电池单体、电池组或电池系统组成。由于锂离子电池中锂离子在金属表面的活性存在，在锂离子电池的开发、使用和测试中可能存在安Q全性和稳定性同题，需要加以预防和消除。

2、安Q全级别说明

3、危险原因

锂离子电池的电芯是在使用和测试过程中引起着火和爆炸的主要部件，其产生危害的原因可归纳为以下几点：

3.1短路

（1）外部短路

电池两极之间的短路，主要是由外部结构的故障或损坏引起的，通常是由机械或物理原因引起的。

（2）内部短路

电池本体内电极端(片)之间的物理短路除外。锂离子电池也可能受到聚合物隔膜的影响破裂引起短路。在实验室条件下，通常在各种过充试验、环境试验和寿命周期试验中产生内部短路。

动力锂离子电池使用的主流隔膜厚度一般在30μm以上，比一般锂离子电池高16~20μm。在受到机械外力、热变形等机械力破坏后，会直接导致内部短路。此外，过热也会损坏隔膜，造成内部短路。

同时，隔膜原料的缺陷可能会在生产过程中对隔膜造成轻微的损坏。这些原因都可能导致动力锂离子电池在小短路条件下局部温度升高。而且，这些小短路在使用或实验加载过程中会逐渐扩大，形成有影响的内部短路。

3.2温升

电池温升是指电池内部温度与环境温度之间的差值。以上安Q全系数都伴随着一个温升的过程。因此，用于电动道路车辆的动力锂离子电池隔膜应具有自动关机保护的物理性能，以提高电动汽车使用的安Q全性能。

3.3直接机械损伤

在机械环境测试和异常操作浴用测试过程中，会直接造成电池电芯的损坏或在损坏电池电芯内部结构后造成性能下降。机械冲击试验中直接燃烧或爆炸也有记录。振动试验后，电池电芯内部结构受损，还存在延迟着火或爆炸危险的可能性。

3.4温湿度环境

温度环境试验和湿度环境试验是重要的测试条件之一。由于在试验室内进行试验，安Q全问题和次生灾害已成为需要预防的重要因素。

4.测试要点

（1）在实验室试验中，火灾和爆炸是需要小心防范的两种情况。前几次的结果可能会造成污染或二次危害，不一定会造成破坏性的直接危害，但也应尽可能用图文形式记录。

（2）各种实验中产生的过充是实验室安Q全问题的主要原因之一。样品电池由于各种过充原因产生热量，导致隔膜熔化，造成短路加热，电解液汽化爆炸。

显然，这段时间内的温度和升温速率是可测量的因素。温度元素的测量将在实验的所有阶段重复进行。只要在实验节点安排适当的温度采样、测量、记录、比对，就可以及早发现和评估样品的劣化程度，并采取相应的预防措施。对于滥用温度试验，应采取适当的预防措施。

（3）机械环境试验。机械冲击和振动是模拟加载和实际使用过程中驾驶环境条件对电池样品的影响，试验的严格程度不高。

即使是直接检测造成的不利影响，反应一般也是轻微的或延迟的。但是，不能正常工作(滥用)的机械测试可能会产生严重的反应，直接影响实验室环境。样品经过力学试验后，还应持续安排温度采样、测量和检验，以预测和防止危险情况的发生，以应对潜在的滞后反应。

（4）还有温度反应剧烈的试验和异常操作(滥用)的短路试验。

（5）当电池样品温度急剧升高时，应注意此时电池组/系统的所有外部控制是否都已失效。