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鋰離子電池（安全性）檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-25 20:34:27 更新時(shí)間：2025-07-24 20:34:27

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

鋰離子電池安全性檢測(cè)的重要性

鋰離子電池憑借其高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命和輕量化優(yōu)勢(shì)，已廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、電動(dòng)汽車(chē)、便攜式設(shè)備和儲(chǔ)能系統(tǒng)等領(lǐng)域。然而，其在過(guò)充、過(guò)放、短路或熱失控等極端條件下容易引發(fā)起火、爆炸等嚴(yán)重安全事故，造成人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失。近年來(lái)，全球多起電池安全事件凸顯了加強(qiáng)檢測(cè)的必要性。因此，對(duì)鋰離子電池進(jìn)行系統(tǒng)性安全性檢測(cè)至關(guān)重要。這些檢測(cè)不僅幫助制造商識(shí)別設(shè)計(jì)缺陷、優(yōu)化生產(chǎn)工藝，還確保產(chǎn)品符合國(guó)際法規(guī)要求，提升消費(fèi)者信心。檢測(cè)過(guò)程基于科學(xué)模擬真實(shí)風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景，覆蓋多種潛在故障模式，是保障電池在全生命周期安全性的核心環(huán)節(jié)。全球標(biāo)準(zhǔn)組織如IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）、UL（美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室）和GB（中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）均制定了嚴(yán)格規(guī)范，推動(dòng)行業(yè)健康發(fā)展。

檢測(cè)項(xiàng)目

鋰離子電池安全性檢測(cè)涉及多個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)目，旨在全面評(píng)估電池在各種極端條件下的行為表現(xiàn)。主要項(xiàng)目包括：過(guò)充測(cè)試（模擬充電至超壓狀態(tài)，評(píng)估是否發(fā)生熱失控或起火），過(guò)放測(cè)試（將電池放電至低于最低電壓限值，檢查是否漏液或結(jié)構(gòu)損壞），短路測(cè)試（模擬內(nèi)部或外部短路，觀察溫升、冒煙或爆炸風(fēng)險(xiǎn)），熱沖擊測(cè)試（在快速溫度變化環(huán)境下，如從-40°C到85°C循環(huán)，驗(yàn)證電池穩(wěn)定性），擠壓測(cè)試（施加機(jī)械壓力模擬外力沖擊，判斷是否起火或破裂），振動(dòng)測(cè)試（模擬運(yùn)輸或使用中的震動(dòng)，檢測(cè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整性），以及針刺測(cè)試（用金屬針穿刺電池，模擬內(nèi)部短路引發(fā)熱失控）。這些項(xiàng)目共同覆蓋了電池的電氣、機(jī)械和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，確保其在異常情況下仍能保持安全性能。

檢測(cè)儀器

進(jìn)行鋰離子電池安全性檢測(cè)需要一系列精密儀器，確保測(cè)試的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。核心儀器包括：電池充放電測(cè)試儀（如Arbin Instruments或Maccor系統(tǒng)，用于精確控制充放電電流和電壓，模擬過(guò)充/過(guò)放場(chǎng)景），數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（多通道設(shè)備記錄電壓、電流、溫度等實(shí)時(shí)參數(shù)），環(huán)境試驗(yàn)箱（如ESPEC溫濕度箱，模擬熱沖擊或極端溫度環(huán)境），熱成像儀（如FLIR攝像頭，監(jiān)測(cè)電池表面溫度分布和熱點(diǎn)），機(jī)械測(cè)試機(jī)（萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)用于擠壓和振動(dòng)測(cè)試），以及短路模擬裝置（專(zhuān)用夾具實(shí)現(xiàn)低阻抗連接）。此外，安全防護(hù)設(shè)備如防爆箱、滅火系統(tǒng)和氣體傳感器是必備的，保障測(cè)試人員安全。這些儀器的校準(zhǔn)和維護(hù)至關(guān)重要，直接影響檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

檢測(cè)方法

鋰離子電池安全性檢測(cè)方法基于標(biāo)準(zhǔn)化流程，確保測(cè)試的一致性和可比性。過(guò)充測(cè)試方法：以恒定電流（如1C倍率）將電池充電至額定電壓的150%，監(jiān)測(cè)溫升和氣體釋放，持續(xù)至故障發(fā)生。過(guò)放測(cè)試方法：放電至0V或更低，記錄電壓恢復(fù)和外觀變化。短路測(cè)試方法：使用銅導(dǎo)線直接連接正負(fù)極，測(cè)量短路電流和溫升，時(shí)間通常為10分鐘或直至穩(wěn)定。熱沖擊測(cè)試方法：將電池置于高溫箱（如130°C）中保持30分鐘，然后快速冷卻至室溫。擠壓測(cè)試方法：以特定速率（如1.5mm/s）施加壓力至電池變形50%，觀察反應(yīng)。所有方法均在監(jiān)控環(huán)境下進(jìn)行，需記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)（如溫度峰值、事件時(shí)間），并遵循安全中斷協(xié)議以防止連鎖反應(yīng)。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

鋰離子電池安全性檢測(cè)遵循嚴(yán)格的國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，確保全球一致性。主要標(biāo)準(zhǔn)包括：IEC 62133（國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋安全要求和測(cè)試方法），UN 38.3（聯(lián)合國(guó)危險(xiǎn)品運(yùn)輸規(guī)范，強(qiáng)制進(jìn)行振動(dòng)、熱測(cè)試等8項(xiàng)試驗(yàn)），UL 1642（美國(guó)安全標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)調(diào)過(guò)充、短路和擠壓測(cè)試），以及GB 31241（中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)便攜式電池的特定要求）。這些標(biāo)準(zhǔn)定義了測(cè)試條件（如溫度范圍、電流值）、接受標(biāo)準(zhǔn)（如無(wú)起火、爆炸或漏液），和報(bào)告格式。例如，IEC 62133要求電池在過(guò)充測(cè)試后不發(fā)生熱失控，UN 38.3要求熱沖擊測(cè)試后電壓保持穩(wěn)定。符合這些標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)品認(rèn)證（如CE、UL認(rèn)證）的基礎(chǔ)，制造商需定期更新測(cè)試流程以適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)。