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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

关键词:ARC加速绝热量热仪 BTC500 锂离子电池 绿绵科技 HEL
时间:2024-05-11 16:22:15

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/T36276-2018GB/T36276-2023
电池电量状态100%100%
起始温度(°)4040
终止温度(°)130130
升温速率(°/min)0.5-
温升台阶(°)105
初始静置时间(h)55
升温后静置时间(h)01
温度变化率计算时间(min)2020
温度数据采样周期≤10ms0.01min

  GB/T36276-2023对设备的要求:

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  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。

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  4.测试曲线

  HLC标定曲线

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  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

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  GB/T36276-2018铝块绝热温升试验

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  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

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  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

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  图片17.jpg

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

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  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。

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  (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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关于绿绵科技
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 E-mail:info@clgam.com。