郑州电池测试中心：硬壳电池导热系数测试方法

　　硬壳电池(如圆柱形18650/21700、方形铝壳/钢壳锂离子电池)的导热系数(Thermal Conductivity)是热管理系统设计、安全仿真(如热失控传播预测)和材料选型的关键参数。由于硬壳电池为多层复合结构(金属壳 + 电极卷芯 + 电解液 + 隔膜)，其导热行为具有各向异性(轴向 vs 径向)和非均质性，测试需采用专门方法。

　　推荐测试方法(按精度与适用性排序)

　　方法1：瞬态平面热源法(Hot Disk TPS，ISO 22007-2)

　　原理：将Hot Disk传感器(镍螺旋+ Kapton薄膜)夹在两块相同电池之间，施加阶跃功率，记录温升曲线，反演导热系数。

　　优势：

　　可同时测导热系数(λ)、热扩散率(α)、比热容(Cp);

　　适用于各向同性 & 各向异性材料;

　　测试时间短(几秒至几分钟)。

　　适用方向：

　　径向：将电池平放，传感器置于两个电池端面之间 → 测轴向导热;

　　径向：需定制夹具，将传感器贴于电池侧面(难度高)。

　　设备：Hot Disk TPS 3500 / 5000 系列;

　　标准：ISO 22007-2:2015《Plastics — Determination of thermal conductivity...》(虽为塑料标准，但广泛用于电池)。

　　局限：需两个完全相同的电池样品;曲面接触需导热硅脂填充。

　　方法2：激光闪射法(LFA, Laser Flash Analysis)

　　原理：脉冲激光照射样品正面，红外探测器记录背面温升，计算热扩散率 α，再通过 λ = α × ρ × Cp 得导热系数。

　　适用性：

　　仅适用于小片状样品;

　　不能直接测整颗电池!

　　解决方案：

　　拆解电池，取正极片、负极片、隔膜单独测试;

　　或将电池切割成薄片(破坏性，且改变界面状态)。

　　设备：NETZSCH LFA 467, TA Instruments LFA;

　　标准：ASTM E1461, GB/T 22588-2008。

　　适用场景：材料级研究，不推荐用于整电池工程评估。

　　方法3：稳态热板法(Guarded Hot Plate, ASTM C177)

　　原理：在电池上下施加恒定温差，测量热流，计算 λ。

　　问题：

　　测试时间长(数小时至天);

　　硬壳电池曲面难以实现良好接触;

　　金属壳导致热量快速横向扩散，偏离一维假设。

　　结论：不推荐用于硬壳电池。

　　方法4：红外热像+反演法(科研级)

　　原理：

　　对电池表面局部加热(如激光或热风);

　　用高速红外相机记录温度场演化;

　　通过有限元模型反演导热系数。

　　优势：非接触、可测空间分布;

　　局限：需复杂建模，仅限高校/研究所。

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