郑州电池检测机构：锂电池热性能测试方法与标准

　　锂电池热性能测试是评估其安全性、热稳定性及热管理设计依据的核心环节，尤其在电动汽车、储能系统等高能量密度应用场景中至关重要。测试内容涵盖材料级、单体电芯级和模组/系统级的热行为表征。

　　核心测试方法与标准

　　1. 差示扫描量热法(DSC)—— 材料热稳定性

　　原理：测量材料在程序控温下吸/放热功率。

　　样品：正极+电解液、负极+电解液、隔膜等混合物。

　　关键指标：

　　SEI 膜分解峰(~90–120°C)

　　负极与电解液反应(~200°C)

　　正极释氧与电解液剧烈反应(>200°C，NMC > LFP)

　　标准：ASTM E698, ISO 11357

　　用于筛选高安全性材料(如 LFP vs NMC811)

　　2. 加速量热仪(ARC)—— 绝热热失控测试(电芯级)

　　原理：在近绝热条件下追踪电芯自加热行为。

　　测试模式：Heat-Wait-Search(HWS)

　　关键参数：

　　T₁(自发热起始温度)：通常 80–120°C

　　T₂(热失控触发温度)：SEI 崩溃后剧烈放热起点

　　T₃(z高温度)：可达 600–1000°C

　　dT/dtmax：z大温升速率(>100°C/min 表示剧烈失控)

　　标准：GB/T 36276-2018, UN 38.3 (T.7)

　　ARC 是z接近真实热失控过程的实验室方法。

　　3. 热箱试验(Thermal Abuse Test)

　　方法：将电芯放入高温烘箱，以 5°C/min 升温至 130°C 或 150°C，保温 30 min。

　　判定标准(GB 38031-2020)：

　　不起火、不爆炸为合格;

　　允许冒烟、泄压阀开启。

　　适用：强制性安全认证(如中国新能源汽车准入)

　　4. 针刺试验(Nail Penetration)—— 机械-热耦合滥用

　　原理：钢针贯穿电芯引发内短路，模拟极端机械损伤。

　　关键观测：

　　温度变化(红外热像仪记录)

　　是否起火/爆炸

　　电压骤降时间

　　现状：

　　中国 GB 38031-2020 已取消针刺强制要求(改为“可选”);

　　比亚迪刀片电池、宁德时代 CTP 仍宣传通过针刺。

　　针刺是严苛的热失控触发方式之一。

　　5. 热蔓延测试(Propagation Test)—— 模组/电池包级

　　方法：加热或过充一个电芯，观察是否引燃相邻电芯。

　　关键指标：

　　热蔓延时间(从触发到相邻电芯 T > 100°C)

　　5 分钟逃生时间(中国法规强制要求)

　　标准：

　　GB 38031-2020：要求“不起火、不爆炸”或提供 ≥5 min 报警

　　UL 9540A：模组级热失控传播测试

　　ISO 23834(草案)：道路车辆电池系统热扩散

　　通过隔热材料(云母板、气凝胶)+ 热管理设计抑制蔓延。

　　6. 红外热成像 & 表面温度分布

　　用途：

　　充放电过程热点监测

　　冷却系统均匀性评估

　　设备：高帧率红外相机(≥30 Hz)

　　输出：完整热图视频、z大温差 ΔT

      来源：网络