溫度循環(huán)(電池)檢測
溫度循環(huán)測試是評估鋰離子電池、鎳氫電池等各類可充電電池在極端溫度變化環(huán)境下的可靠性、安全性和性能穩(wěn)定性的核心檢測項目。它模擬電池在實際使用、運輸或存儲過程中可能遭遇的劇烈溫度波動場景(如晝夜溫差、不同地域/季節(jié)轉(zhuǎn)換、航空運輸?shù)龋康氖强疾祀姵亟Y(jié)構(gòu)(如外殼、密封件、電極)、內(nèi)部材料(如隔膜、電解液)以及電化學體系對反復熱脹冷縮應力的耐受能力。通過該測試,可以提前發(fā)現(xiàn)潛在的質(zhì)量缺陷,如內(nèi)部短路、電解液泄漏、容量衰減加劇甚至熱失控風險,對于保障電池產(chǎn)品的安全性、延長使用壽命和提升市場競爭力至關(guān)重要。
檢測項目
溫度循環(huán)測試的核心評估點包括:
- 外觀完整性: 測試后電池殼體是否出現(xiàn)變形、破裂、漏液、腐蝕或膨脹。
- 電性能變化: 測量循環(huán)前后的容量、內(nèi)阻、開路電壓、自放電率等關(guān)鍵電性能參數(shù)的變化率(通常要求衰減在限定范圍內(nèi))。
- 功能可靠性: 測試后電池是否能正常充放電,保護電路功能是否正常。
- 安全性能: 重點考察測試過程中及測試后是否發(fā)生起火、爆炸、冒煙等嚴重安全問題。
- 密封性能: 對于需要密封的電池(如鋰離子電池),驗證其在高低溫循環(huán)后是否仍保持良好的密封性。
- 熱沖擊性能(有時單獨或包含): 評估電池在更快速的溫度驟變(如幾分鐘內(nèi)完成轉(zhuǎn)換)下的承受能力。
檢測儀器
執(zhí)行電池溫度循環(huán)測試的主要設(shè)備是:
- 高低溫交變濕熱試驗箱: 這是核心設(shè)備。它必須能夠精確、快速地控制箱內(nèi)溫度在設(shè)定的極值(如 -40°C 至 +85°C)之間循環(huán)變化,并保證箱內(nèi)溫度均勻性和穩(wěn)定性滿足標準要求。通常需具備程序控制功能,能設(shè)定多個溫度點、駐留時間和升降溫速率。
- 電池測試系統(tǒng): 用于在溫度循環(huán)測試前、后(有時也在特定溫度點間)對電池進行標準化的充放電測試,以量化其容量、內(nèi)阻等電性能變化。
- 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng): 實時監(jiān)測并記錄測試過程中電池的溫度(表面或內(nèi)部)、電壓等參數(shù)。
- 安全防護設(shè)備: 如防爆箱(將電池置于試驗箱內(nèi)的獨立防爆容器中)、監(jiān)控攝像頭、煙霧/溫度/電壓異常報警裝置等,確保測試過程的安全。
- 內(nèi)阻測試儀:
檢測方法
典型的電池溫度循環(huán)測試方法步驟如下(具體參數(shù)依據(jù)標準而定):
- 預處理: 將電池在常溫(如 25±5°C)下按制造商規(guī)定的方法充電至滿電狀態(tài)(通常為 100% SOC)。
- 初始測試: 測量并記錄初始容量、內(nèi)阻、電壓、外觀等。
- 溫度循環(huán):
- 將電池放入高低溫試驗箱中。
- 設(shè)置溫度循環(huán)程序,例如:
- 升/降溫速率:通常規(guī)定(如 ≤5°C/min)。
- 高溫點(如 +75°C)駐留時間(如 4 小時)。
- 低溫點(如 -40°C)駐留時間(如 4 小時)。
- 循環(huán)次數(shù)(如 5 次、10 次或更多)。
- 關(guān)鍵點: 在整個溫度循環(huán)過程中,電池通常處于開路狀態(tài)(無充放電)。部分標準可能要求在特定溫度點進行短暫的擱置或測量。
- 恢復: 完成規(guī)定循環(huán)次數(shù)后,將電池取出,在室溫環(huán)境下靜置一段時間(如 1-2 小時或按標準規(guī)定)。
- 最終測試與檢查:
- 檢查并記錄外觀變化(變形、漏液等)。
- 測量并記錄最終容量、內(nèi)阻、開路電壓等電性能參數(shù)。
- 計算容量保持率和內(nèi)阻變化率。
- 檢查電池是否能正常充放電,功能是否正常。
- 評估安全性,記錄任何失效現(xiàn)象。
失效判定: 出現(xiàn)以下情況通常判定為失效:容量衰減超過標準限值(如 >20%)、內(nèi)阻增加超過限值(如 >50%)、電壓異常、泄漏、起火、爆炸、冒煙、嚴重變形或無法正常充放電。
檢測標準
電池溫度循環(huán)測試遵循國內(nèi)外多項重要標準,具體參數(shù)和要求可能有所不同,常見的包括:
- IEC 62133 / IEC 62133-2: 《含堿性或其它非酸性電解質(zhì)的蓄電池和蓄電池組 便攜式密封蓄電池和蓄電池組的安全性要求》系列標準,對便攜式電池(鋰系、鎳系)的溫度循環(huán)測試有詳細規(guī)定。
- GB/T 31485-2015: 《電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》 - 中國國家標準,對車用動力電池的溫度循環(huán)(通常要求更嚴苛的循環(huán)次數(shù)和溫度范圍)有明確要求。
- GB 31241-2014: 《便攜式電子產(chǎn)品用鋰離子電池和電池組 安全要求》 - 中國國家標準,針對消費電子產(chǎn)品電池。
- UL 1642: 《鋰電池標準》 - 美國UL安全標準,對鋰原電池和可充電鋰電池的溫度循環(huán)測試有具體要求。
- UN 38.3: 《關(guān)于危險貨物運輸?shù)慕ㄗh書 試驗和標準手冊》 - 針對運輸安全要求的強制性測試,其測試項目 T2 (高低溫循環(huán)) 是核心內(nèi)容之一,是電池航空運輸?shù)那疤釛l件。
- JIS C 8712 / JIS C 8714: 日本工業(yè)標準。
- 各汽車制造商的企業(yè)標準(如 VW, GM, Ford 等):通常嚴于國標或國際標準,對溫度范圍、循環(huán)次數(shù)、升降溫速率、駐留時間有各自特定的要求。
執(zhí)行測試時必須嚴格遵循目標市場或客戶指定的特定標準規(guī)定。
CMA認證
檢驗檢測機構(gòu)資質(zhì)認定證書
證書編號:241520345370
有效期至:2030年4月15日
CNAS認可
實驗室認可證書
證書編號:CNAS L22006
有效期至:2030年12月1日
ISO認證
質(zhì)量管理體系認證證書
證書編號:ISO9001-2024001
有效期至:2027年12月31日