電池防爆試驗箱:電池高低溫切換場景下的安全性能測試方案。

一、核心技術特性
電池防爆試驗箱采用雙層防爆結構設計,內層為 304 不銹鋼防爆腔(抗壓強度≥0.8MPa),外層配備防爆觀察窗與泄壓裝置,可有效遏制電池熱失控時的火焰、氣體擴散。設備搭載雙級壓縮制冷與 PID 加熱系統,溫度控制范圍 - 40℃-85℃,溫變速率可達 5℃/min(-20℃-60℃區間),溫度波動≤±1℃,滿足快速溫變測試需求;同時集成惰性氣體(氮氣)注入模塊,可在電池出現異常時快速充入惰性氣體,抑制燃燒爆炸。數據采集方面,設備配備多路傳感器,可同步監測電池單體電壓(精度 ±0.001V)、表面溫度(精度 ±0.5℃)、腔體內氣壓(精度 ±0.1kPa),采樣率達 100Hz,支持實時繪制溫變 - 電壓 - 氣壓曲線,數據可導出至分析系統。此外,設備兼容不同規格電池(圓柱、方形、軟包),配備可調節夾具與絕緣防護組件,避免測試過程中短路風險。
二、高低溫切換定制化測試方案
針對電池高低溫切換場景的安全測試需求,設計三類核心方案:
2.1 常規溫變循環測試(模擬日常使用場景)
設定溫度區間 - 20℃-60℃,溫變速率 3℃/min,循環次數 50 次;每次高低溫階段均保持 2h(-20℃恒溫 2h→升溫至 60℃恒溫 2h),測試過程中對電池進行 1C 充放電循環。要求循環后電池容量衰減率≤10%,無鼓脹、漏液,電壓平臺穩定,符合 GB/T 31485-2015 標準。
2.2 溫變沖擊測試(模擬惡劣環境場景)
溫度區間擴展至 - 40℃-85℃,溫變速率提升至 5℃/min,循環次數 30 次;高低溫恒溫時間縮短至 1h,且在溫變切換瞬間對電池施加 0.5C 脈沖電流。重點監測電池在快速溫變與電流沖擊下的熱穩定性,要求無熱失控、無電壓驟降,表面最高溫度≤60℃,滿足 IEC 62133-2:2017 標準。

2.3 充放電 - 溫變協同測試(模擬實際工作場景)
溫度區間 - 30℃-70℃,采用 “低溫充電(-30℃,0.2C 充電 2h)→升溫至 25℃(1h)→高溫放電(70℃,1C 放電至截止電壓)→降溫至 - 30℃" 的循環模式,累計循環 20 次。測試后需檢測電池內阻變化(增幅≤20%)、隔膜完整性,禁止出現電芯破裂、電解液泄漏,符合 UN38.3 測試要求。
三、標準流程與應用案例
測試需遵循 GB/T 31485-2015、IEC 62133-2、UN38.3 等標準,流程如下:試樣預處理(將電池充滿電,檢測初始電壓、容量,確保外觀無損傷)→安裝電池至防爆腔夾具,連接電壓、溫度傳感器,密封腔室→設定溫變區間、速率、循環次數及充放電參數→啟動測試,實時監控數據(若出現電壓驟降>0.5V、溫度驟升>10℃/min,設備自動觸發報警并注入惰性氣體)→測試結束后,取出電池進行外觀檢查、容量復測與內阻檢測,生成測試報告。某動力電池企業測試方形三元鋰電池時,在溫變沖擊測試第 22 次循環中,電池出現電壓驟降(從 3.7V 降至 2.0V),表面溫度升至 75℃。技術團隊通過分析測試數據,發現電池極耳焊接處因溫變熱脹冷縮導致接觸不良,優化焊接工藝與極耳材料后,再次測試 50 次循環無異常,電池溫變下的安全性能提升 40%。