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過放電試驗(單體)檢測

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發(fā)布時間：2025-07-24 18:33:08 更新時間：2025-07-23 18:33:08

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

過放電試驗(單體)檢測簡介

過放電試驗(單體)檢測是針對鋰離子電池或其他化學(xué)體系單電池（單體）的一種關(guān)鍵安全性評估測試。在電池應(yīng)用中，過度放電是指電池電壓被強制降至低于其安全截止電壓（通常為2.5V-3.0V）的狀態(tài)，這可能導(dǎo)致內(nèi)部材料結(jié)構(gòu)損壞、電解液分解、甚至引發(fā)熱失控、起火或爆炸等嚴(yán)重安全事故。因此，進(jìn)行過放電試驗至關(guān)重要，它廣泛應(yīng)用于電動汽車、便攜式電子設(shè)備、儲能系統(tǒng)等領(lǐng)域，以驗證電池在極限工況下的可靠性、耐久性和安全性能。通過模擬實際使用中可能發(fā)生的意外過放電場景（如設(shè)備使用不當(dāng)或保護(hù)電路失效），該試驗?zāi)軒椭圃焐套R別設(shè)計缺陷、優(yōu)化電池管理策略，并確保產(chǎn)品符合市場準(zhǔn)入要求。此外，隨著新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，過放電試驗已成為電池研發(fā)、生產(chǎn)和認(rèn)證過程中不可或缺的環(huán)節(jié)，有助于提升整體產(chǎn)品安全水平。

檢測項目

在過放電試驗中，需要系統(tǒng)監(jiān)測多個關(guān)鍵項目，以全面評估單體電池的性能和安全表現(xiàn)。主要檢測項目包括：1. 電壓變化：記錄電池在過放電過程中的實時電壓下降曲線，重點關(guān)注電壓降至臨界值（如2.0V以下）時的行為；2. 電流變化：監(jiān)測放電電流的穩(wěn)定性，確保測試電流（通常以倍率C表示）維持在設(shè)定值；3. 溫度變化：使用溫度傳感器測量電池表面或內(nèi)部溫度，檢測是否有異常升溫（如超過60°C），以防熱失控；4. 內(nèi)阻變化：通過專用儀器測量電池內(nèi)阻的增加情況，反映內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷程度；5. 安全表現(xiàn)：觀察電池是否有泄漏、冒煙、起火或物理變形等故障現(xiàn)象。這些項目的數(shù)據(jù)分析有助于量化電池的過放電耐受能力，并為改進(jìn)設(shè)計提供依據(jù)。

檢測儀器

執(zhí)行過放電試驗需依賴專業(yè)的檢測儀器，以確保測試的精確性和可重復(fù)性。常用的檢測儀器包括：1. 電池充放電測試儀：如Arbin或Neware系列設(shè)備，用于精確控制放電電流（可達(dá)0.01C精度）和電壓終止點；2. 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：集成多通道數(shù)據(jù)記錄儀（如NI DAQ），實時采集電壓、電流、溫度等參數(shù)，并生成時間序列數(shù)據(jù)；3. 溫度監(jiān)測設(shè)備：包括熱電偶或紅外溫度傳感器（如Omega產(chǎn)品），直接貼附在電池表面進(jìn)行多點溫度監(jiān)控；4. 內(nèi)阻測試儀：如Hioki BT3562，用于在測試前后測量電池內(nèi)阻變化；5. 安全防護(hù)裝置：如防爆測試箱和自動滅火系統(tǒng)，確保試驗環(huán)境安全。這些儀器協(xié)同工作，能高效完成高精度測試。

檢測方法

過放電試驗的檢測方法遵循標(biāo)準(zhǔn)化流程，主要包括以下步驟：1. 準(zhǔn)備階段：將單體電池（如18650鋰電芯）安裝在測試夾具上，連接測試儀器，并設(shè)置初始參數(shù)（如環(huán)境溫度25°C）；2. 放電過程：啟動電池充放電測試儀，以恒定電流（例如1C倍率）進(jìn)行放電，直到電壓降至預(yù)設(shè)終止電壓（如2.0V），同時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連續(xù)記錄所有關(guān)鍵參數(shù)；3. 過放電維持：在電壓達(dá)到終止點后，保持放電狀態(tài)一段時間（如24小時），以模擬極端情況；4. 監(jiān)測與記錄：實時觀察溫度和安全表現(xiàn)，一旦檢測到異常（如溫度驟升），立即停止測試并記錄故障細(xì)節(jié)；5. 數(shù)據(jù)分析：測試結(jié)束后，分析電壓曲線、溫度峰值和恢復(fù)性能，評估電池是否通過標(biāo)準(zhǔn)（如無永久損壞）。該方法強調(diào)可重復(fù)性和安全性，確保結(jié)果可靠。

檢測標(biāo)準(zhǔn)

過放電試驗需嚴(yán)格遵循國際或行業(yè)檢測標(biāo)準(zhǔn)，以保障測試的一致性和權(quán)威性。主要參考標(biāo)準(zhǔn)包括：1. IEC 62133：國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了便攜式電池的安全要求，其中明確過放電測試的電壓終止點和性能評估標(biāo)準(zhǔn)；2. UN 38.3：聯(lián)合國針對運輸安全的測試規(guī)程，要求在過放電試驗中電池不得出現(xiàn)泄漏、起火或爆炸；3. GB/T 31241：中國國家標(biāo)準(zhǔn)，適用于便攜式電子設(shè)備電池，規(guī)定過放電測試的電流倍率和溫度限值；4. UL 1642：美國保險商實驗室標(biāo)準(zhǔn)，強調(diào)在過放電后電池應(yīng)能恢復(fù)部分容量且無安全風(fēng)險。這些標(biāo)準(zhǔn)通常要求測試報告包括詳細(xì)參數(shù)（如放電速率0.2C-1C）和合格判定（如電壓恢復(fù)至80%以上）。遵循這些標(biāo)準(zhǔn)，能確保產(chǎn)品全球市場合規(guī)。