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大电池绝热量热仪(ARC)BTC-500在GB/T36276-2023及GB/T36276-2018中的应用案例
摘要:
国家市场监督管理局和国家标准化管理委员会于2023年12月28日发布,新版GB/T36276-2023《电力储能用锂离子电池》,并于2024年07月01日起正式实施。新版GB/T36276-2023是GB/T36276-2018版本的更新与替代,新国标基于市场发展、技术发展,对储能应用的锂离子电池性能提出了更多、更高的要求。
本应用案例展示了大电池绝热量热仪BTC-500在新版GB/T36276-2023测试要求下的能力验证,充分说明了BTC-500产品满足新国标对于电池测试的试验要求。
国标要求:
GB/T36276-2023绝热温升试验描述
6.7.4.1绝热温升特性试验
电池单体绝热温升特性试验按照下列步骤进行:
a)将按照6.2.4.1.1完成了初始化充电的试验样品置于绝热模拟装置内,连接温度数据采样线;
b)设置绝热模拟装置试验起始温度为40℃、试验温升步长为5℃、试验终止温度为130℃、温度数据采样周期为0.01min;
c)加热试验样品至表面温度达到40℃时保持当前温度,静置5h,记录时间、温度;
d)继续加热试验样品至表面温度达到45℃时保持当前温度,静置1h,记录时间、温度;
e)控制试验装置恒定当前温度20min,记录时间、温度,计算温升速率;
f)以5℃为步长逐次递增试验样品表面温度至130℃,重复步骤d)~e);
g)停止加热,待试验样品表面温度恢复至室温,拆除数据采样线,取出试验样品;
h)记录试验现象,包括膨胀、漏液、冒烟、起火、爆炸、外壳破裂及破裂位置;
i)重复步骤a)~h)至所有试验样品完成试验。
GB/T36276-2018绝热温升试验描述
A.2.8绝热温升试验
电池单体绝热温升试验按照下列步骤进行:
a)电池单体初始化充电;
b)将绝热加速量热装置的起始温度设定为40℃、终止温度设定为130℃,启动装置,待温度达到40℃时保持温度恒定,将电池单体放入绝热腔体搁置5h;
c)加热装置以0.5℃/min的速率升温,加热幅度每达到10℃时保持当前温度恒定20min,装置的温度准确度推荐为±0.2℃,升温速率准确度推荐为±0.02℃/min;
d)实时监测电池单体表面中心点的温度,温度数据采样周期不应大于10ms,温度传感器准确度应为±0.05℃;
e)参见附录B表B.6记录不同温度恒定阶段的温度点对应的电池单体温升速率;根据记录的试验数据作温度-电池单体温升速率曲线。
绝热温升测试方法对比:
技术要求 | GB/T36276-2018 | GB/T36276-2023 |
电池电量状态 | 100% | 100% |
起始温度(°) | 40 | 40 |
终止温度(°) | 130 | 130 |
升温速率(°/min) | 0.5 | - |
温升台阶(°) | 10 | 5 |
初始静置时间(h) | 5 | 5 |
升温后静置时间(h) | 0 | 1 |
温度变化率计算时间(min) | 20 | 20 |
温度数据采样周期 | ≤10ms | 0.01min |
GB/T36276-2023对设备的要求:
针对绝热设备,GB/T36276-2023提出了要求,设备至少可加热至300℃,并具有较好的控温效果。
设备能力验证:
1.样品准备
实验样品:铝块。
2.实验条件
实验仪器:H.E.L赫伊尔BTC-500大型电池绝热量热仪。
3.测试方法
使用HLC校准程序,运行铝块的校准,将铝块起始温度设置为40℃,最高温度为330℃,温升台阶为20℃。铝块尺寸与市面常见的280Ah储能电池相当,直立于腔体内。铝块中心处为ARC判定用热电偶。
4.测试曲线
HLC标定曲线
5.测试结果:
铝块可加热至330℃,加热后的温度平台稳定,腔体未对铝块补偿过多或补偿不足。铝块表面温度的波动度均处于±0.05℃之间,符合标准对设备的要求。
GB/T36276-2018及GB/T36276-2023的铝块验证
GB/T36276-2018铝块绝热温升试验
GB/T36276-2023铝块绝热温升试验
GB/T36276-2018&GB/T36276-2023铝块绝热温升试验search区间的平均温升速率
测试结果:
GB/T36276-2018与GB/T36276-2023温度平台均平稳,且由于铝块无法发生自产热行为,因此,说明腔体未对铝块发生过补偿或补偿不足的情况。相比于GB/T36276-2018,
GB/T36276-2023所需时间更久,但对于无法自产热的铝块,其测试后的平均温升速率更接近0,更符合绝热体系下对铝块行为的预期。
20AhLFP电芯测试
1.样品准备
实验样品:铝块,20AhLFP电芯。
2.实验条件
实验仪器:H.E.L赫伊尔BTC-500大型电池绝热量热仪。
3.测试方法
HLC参数标定是为了控制绝热过程,通过合理的HLC标定,可以了解在绝热控制过程中,腔体的动态热补偿对样品可能产生的补偿程度。从图中曲线可以看出来,曲线平台平稳。
对于不发生自产热的铝块,控制体系对于铝块的升温速率影响为±0.01℃/min。
20AhLFP电芯@20%SOC下GB/T36276-2023实验结果
测试结果:
样品测试应尽量与铝块标定的形式相同。样品的GB/T36276-2023温升曲线的search阶段平均温升速率均低于0.02℃/min,说明在20%SOC下,该圆柱电芯,在130℃以内,未出现风险问题。
结论与展望
H.E.L大电池绝热量热仪(ARC)BTC-500设备是一种安全可靠的测试系统,完全满足新版GB/T36276-2023国标要求。作为绝热测试方法的解决方案,设备预留多种接口,可以满足多位置温度测量、实时摄像、腔体内压强实时监控、自动气体收集、腔体内气氛置换、过充/过放、针刺、低温充放电等测试需求,为客户提供更多的测试选择。
(BTC-500加速绝热量热仪)
新能源汽车公司、检测中心和材料供应商已经成为HEL的ARC客户:
上海机动车检测中心技术有限公司
比亚迪(BYD)
小鹏汽车
蔚来汽车(NIO)
三一重工
宁德时代(CATL)
中创新航(原名:中航锂电)
多氟多新能源科技有限公司
北汽福田
中国汽车技术研究中心有限公司
中国北方车辆研究所
华为
中航锂电
中信国安盟固利动力科技有限公司
国联汽车动力电池研究院有限责任公司
化工安全领域已经成为HEL的客户
中国安全生产科学研究院
青岛科技大学
北京理工大学
中化集团
中石油
北京航天试验技术研究所
北京石油化工学院
北京工业大学
沈阳化工研究院
山东京博石油化工有限公司
海洋化工研究院
中宁化集团
浙江大学
厦门大学
浙江化安安全技术研究院有限公司
H.E.L致力于工艺筛选优化、反应量热和绝热加速量热
在反应过程安全和反应放大中的解决方案
过程安全与反应风险|电池绝热量热仪
化学合成与高压催化|生物反应器系统
关于HEL
H.E.L——Hazard Evaluation Laboratories 成立于1987年,总部设在伦敦,在中国、美国、德国、意大利、印度拥有分公司。全资的赫伊尔商贸(北京)有限公司于 2020年在北京设立。
目前,H.E.L仍然是全球首屈一指的过程工艺及安全专业咨询机构,同时已经发展成为一家致力于为客户提供专业的化学反应过程筛选、工艺开发、过程优化以及反应危害评估设备的国际集团企业。
关于绿绵科技
2001年成立的北京绿绵科技有限公司(简称:绿绵科技)以体现客户服务价值为宗旨,以专业精神和技能为广大实验室分析工作者提供样品前处理、样品制备及分析、实验数据精确分析和管理的全面解决方案,致力于协助客户提高分析检测的效率和水平。主要代理产品:GC/MS/MS,LC/MS/MS新机租赁业务/LUMTECH 循环制备液相/静音型双频超声清洗/ Knauer 研发,中试和生产脂质纳米颗粒(LNP)碰撞喷射混合器系统/冰点渗透压仪、液相/超高压液相色谱仪、在线SPE液相色谱仪/法国F-DGSi氮气,超高纯氢气气体发生器,液氮发生器 / Cytiva 生命科学设备/ LabOS 实验室运营系统/ MassWorks 准确质量数测定及分子式识别系统/ MsMetrix 气质香精香料分析软件/Sin-QuEChERS农残净化柱/制药企业质量回顾性报告系统(QRS)/英国赫伊尔生物反应器,电池绝热量热、催化剂合成。
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北京绿绵科技有限公司(简称:绿绵科技)以体现客户服务价值为宗旨,以专业精神和技能为广大实验室分析工作者提供样品前处理、样品制备及分析、实验数据精确分析和管理的全面解决方案,致力于协助客户提高分析检测的效率和水平。主要代理产品联系电话:010-82676061/2/3/4/5/6/7/8
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