锂电池热成像检测是一种非接触、实时、可视化的无损检测技术,通过红外热像仪捕捉电池表面的温度分布,用于研究其热行为、评估安全性和诊断潜在故障。该方法在电池研发、生产质检、安全测试和失效分析中具有不可替代的作用。
核心检测方法与应用场景
1. 充放电过程热行为分析
目的:评估电池在不同倍率(C-rate)下的温升、温度均匀性、热点位置。
方法:
电池置于恒温箱中,连接充放电设备。
热像仪对准电池表面,设置录制模式。
执行标准充放电循环(如0.5C, 1C, 2C)。
记录整个过程的温度变化。
可发现:
局部过热:可能由极耳焊接不良、电极涂层不均、内部微短路引起。
大温度梯度:反映产热不均,影响循环寿命。
热失控前兆:异常温升速率(如 >1°C/min)。
2. 电池组(Pack)热管理评估
目的:验证电池模组或Pack的温度一致性和散热系统(风冷、液冷、相变材料)效果。
方法:
在Pack进行高倍率充放电或高温运行时,用热像仪拍摄整体热图。
分析单体间z大温差(ΔT)。
行业要求:
高性能电池包要求 ΔT < 5°C。
一般应用要求 ΔT < 10°C。
温差过大会导致单体过充/过放,加速老化。
3. 内短路与制造缺陷诊断
目的:定位潜在的内部短路点或工艺缺陷。
方法:
对疑似故障电池进行小电流充电或搁置。
用热像仪监测是否出现局部异常温升(“热点”)。
结合电压、内阻等电化学数据综合判断。
原理:内短路导致局部焦耳热,形成可识别的热斑。
4. 热失控传播研究
目的:研究单体热失控时,热量如何向邻近电池传播,评估Pack安全设计。
方法:
通过加热、过充、针刺等方法触发一个单体热失控。
使用高速热像仪(帧率 ≥ 30 Hz)连续记录全过程。
分析热传播路径、速度、防护措施(隔热垫、泄压阀)的有效性。
输出:热失控传播视频、温度-时间曲线、关键节点温度。
5. 生产过程质量控制
应用场景:
极耳焊接检测:虚焊/过焊导致接触电阻大,充放电时局部过热。
注液不均:注液不足区域离子传输受阻,可能过热。
封装缺陷:壳体变形影响散热。
来源:网络