短路試驗(單體)檢測

短路試驗是評估單體電池（如鋰離子電池、鎳氫電池等）在極端異常條件下安全性能的核心測試項目之一。它模擬電池內部或外部發(fā)生意外短路（即正負極直接接觸）的嚴苛工況，通過人為制造大電流放電，觀察電池在短時間內承受巨大電流沖擊時的反應，包括溫度變化、電壓驟降、是否發(fā)生起火、爆炸、漏液、冒煙等危險失效模式。該試驗對保障終端應用（如電動汽車、消費電子、儲能系統）的用戶安全和設備可靠性至關重要，是國內外眾多產品安全標準（如GB/T, IEC, UL, UN38.3等）強制要求的必檢項目，直接關系到電池能否獲得市場準入資格。

檢測項目

短路試驗(單體)的核心檢測項目主要包括：

1. 溫升監(jiān)測： 實時記錄并分析電池表面及關鍵部位（如極柱、殼體）在短路過程和恢復期間的最高溫度及溫度變化速率，是判斷電池內部反應劇烈程度的關鍵指標。

2. 電壓變化： 監(jiān)測短路瞬間及整個過程中的電壓跌落情況、持續(xù)時間以及測試結束后的電壓恢復能力。

3. 外觀檢查： 試驗后詳細檢查電池是否發(fā)生殼體破裂、變形、漏液（電解液滲出）、泄氣閥開啟、冒煙、噴濺物等現象。

4. 失效模式判定： 明確記錄電池是否發(fā)生起火（Flame）或爆炸（Explosion），這是最嚴重的不合格判據。

5. 內部狀態(tài)分析（可選或特定要求）： 對于未發(fā)生嚴重失效的電池，可能進行拆解，檢查內部隔膜熔化、極片變形、集流體熔斷等情況。

檢測儀器

進行短路試驗(單體)需專業(yè)的測試設備和環(huán)境：

1. 大電流短路測試系統： 核心設備，能產生并承受瞬間高達數千安培甚至數萬安培的短路電流（通常是電池標稱容量的數倍至數十倍）。系統包括可編程直流電源/電子負載（用于預充電和監(jiān)控）、低電阻短路開關（如可控硅或繼電器）、精密電流傳感器（霍爾效應或分流器）和高速數據采集卡。

2. 溫度記錄儀/紅外熱像儀： 多點熱電偶（K型或T型）實時采集電池表面指定點溫度；紅外熱像儀可提供整個電池表面的溫度場分布圖像。

p>3. 數據采集系統(DAQ)： 高速采集電壓、電流、溫度信號，采樣速率需足夠快（通常要求毫秒級或更高）以捕捉短路瞬間的動態(tài)變化。

4. 防爆測試箱： 密閉、堅固、耐壓、防火防爆的測試箱體，配備觀察窗、泄壓口、滅火裝置或惰性氣體注入系統，確保試驗人員和環(huán)境安全。

5. 萬用表/示波器： 輔助測量和監(jiān)控電壓。

檢測方法

標準的單體電池短路試驗方法通常遵循以下關鍵步驟：

1. 預處理： 被測電池按規(guī)范要求進行充放電循環(huán)或達到指定荷電狀態(tài)（SOC，通常要求100% SOC以模擬最嚴苛條件）。在標準環(huán)境溫度（如25°C±5°C）下穩(wěn)定。

p>2. 連接與監(jiān)控： 將電池正負極通過總回路電阻小于規(guī)定值（一般要求≤20mΩ或按標準規(guī)定）的導線連接至短路測試系統。安裝好溫度傳感器，并連接電壓、電流監(jiān)測設備。

p>3. 執(zhí)行短路： 將電池放入防爆箱內并關閉箱門。觸發(fā)短路開關，使電池正負極在極短時間內（通常數毫秒內）通過低阻通路直接連接。

p>4. 數據記錄與觀察： 測試系統自動記錄整個過程的電壓、電流、溫度曲線。同時通過觀察窗密切監(jiān)視電池是否起火、爆炸、冒煙、漏液。

p>5. 短路持續(xù)時間： 保持短路狀態(tài)直至滿足以下任一條件停止：a) 電池電壓降至接近0V且電流顯著下降趨于穩(wěn)定； b) 達到標準規(guī)定的最短短路時間（如10分鐘或直至電池溫度下降）； c) 電池發(fā)生起火或爆炸。通常要求短路后電池持續(xù)短路至少一段時間（如1小時）。

p>6. 恢復與檢查： 斷開短路連接，讓電池在測試環(huán)境中自然冷卻至室溫。然后取出電池，仔細檢查并記錄外觀變化。

7. 結果判定： 依據相關標準（見下文）中的具體判據（通常要求不起火、不爆炸）給出試驗是否通過的結論。

檢測標準

短路試驗(單體)的具體要求、測試條件和合格判據主要依據以下國內外通用或行業(yè)特定標準：

1. 中國國家標準(GB)： * GB/T 31485-2015 《電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》：對車用動力電池單體規(guī)定了短路試驗方法（外部短路）和要求（不起火、不爆炸）。 * GB 31241-2014 《便攜式電子產品用鋰離子電池和電池組 安全要求》：對消費類鋰離子電池單體有短路測試要求。

2. 國際電工委員會(IEC)： * IEC 62660-2:2018 《電動道路車輛用鋰離子動力蓄電池 第2部分：可靠性和濫用測試》：規(guī)定了動力電池單體短路試驗。 * IEC 62133-1:2017, IEC 62133-2:2017 《含堿性或非酸性電解液的二次單體電池和電池組 便攜式應用的安全要求》：針對便攜式設備用電池單體有短路測試要求。

3. 聯合國運輸法規(guī)(UN)： * UN Manual of Tests and Criteria, Rev.7 (38.3節(jié))：針對鋰電池運輸安全認證的測試要求，包含外部短路試驗（T.2），要求無解體、無起火。

4. 美國保險商實驗室(UL)： * UL 1642 《鋰電池標準》：對鋰電芯（單體）的短路測試有明確規(guī)定和要求（不起火、不爆炸、外殼不破裂）。

關鍵參數一致性： 執(zhí)行試驗時，必須嚴格按照所依據標準的具體條款操作，包括但不限于：測試環(huán)境溫度（常溫室溫、高溫如55°C）、電池SOC（通常100%）、短路電阻（必須極小且精確控制）、短路持續(xù)時間、恢復時間、觀察期以及合格判定標準。不同標準在這些細節(jié)上可能存在差異。