本期預覽
仰儀科技bac系列全尺寸大型電池絕熱量熱儀可針對長邊≤1500mm范圍內的電芯開展安全、精準、可靠的絕熱熱失控測試。與目前國內外廠家的標準產品相比，bac系列具有更大的量熱腔容量、更高的安全防護和更豐富的測試功能。
電池絕熱量熱儀應用
電池絕熱量熱儀（battery accelerating calorimeter）是用于評價鋰離子電池熱穩(wěn)定性和熱失控過程熱動力學參數的重要儀器。通過電池絕熱量熱儀可以有效獲取鋰電池的自放熱起始溫度(tonset)、熱失控起始溫度(ttr)、熱失控最高溫度(tmax)、泄壓溫度(tv)、最大升溫速率((dt/dt)max)和熱失控孕育時間(?t)等參數，以作為電池熱管理系統的設計輸入，幫助研究人員確定鋰電池安全邊界及失控危害，實現對熱失控的預防與早期預警。
現有儀器局限性
為了實現降低電池系統綜合成本、提升電動汽車續(xù)航里程等目的，鋰電池行業(yè)內電芯朝著大尺寸、大容量和高比能量的趨勢發(fā)展。大電芯更容易獲得高體積能量密度，有利于減少電芯外殼以及外部安裝結構，提高空間利用率和成組效率。例如，以比亞迪刀片電池為代表的大型電芯長邊尺寸超過1米；同時各大廠商陸續(xù)推出更高容量的電芯，如海基新能源推出375ah的產品，億緯鋰能推出560ah的lf560k電池；另一方面，動力電池能量密度即將跨越300wh/kg。4月19日，寧德時代發(fā)布凝聚態(tài)電池，單體能量密度最高可達500wh/kg。針對上述情況，目前國內外商品化的電池絕熱量熱儀已無法覆蓋相關測試需求，存在腔體體積小、耐壓/保壓能力不足等局限性，導致在鋰電池熱安全分析測試中存在以下問題：
(1) 不適配大尺寸電芯幾何尺寸：目前標準產品的腔內尺寸不超過500mm*500mm, 無法布置長度600mm以上的電芯；(2) 不支持大容量/高鎳電芯測試：基于當前儀器的耐壓和抗爆性，200ah的ncm811或400ah的磷酸鐵鋰電芯已基本達到儀器的測試極限；(3) 不兼容電池產氣過程同步分析：目前的儀器在電池熱失控過程中存在開蓋泄壓或漏氣的情況，需搭配密封測試罐組成 “腔中腔”結構進行電芯產氣過程分析。但“腔中腔”的方式能承受的電芯容量非常有限，同時使得測試系統的熱惰性因子增大，顯著影響電芯熱失控特征溫度判定和測量。
創(chuàng)新儀器及優(yōu)勢
仰儀科技長期致力于鋰電池熱安全檢測儀器和解決方案開發(fā)，公司研制的bac-420a大型電池絕熱量熱儀打破國外壟斷，已成功進行了包括190ah ncm811、230ah ncm622、320ah lpf和600mm短刀在內的數百款電芯的絕熱熱失控和熱物性參數測試，積累了大量的儀器開發(fā)和應用經驗。
針對現有電池絕熱儀器的應用限制，仰儀科技創(chuàng)新研發(fā)bac系列全尺寸大型電池絕熱量熱儀，腔體直徑覆蓋420mm-1000mm的范圍，能夠測試長邊尺寸不超過1500mm的電芯；同時，大容量腔體的抗爆性和產氣測試能力顯著提升，能夠承受大型電芯的熱失控溫壓沖擊。另外，考慮用戶差異化的使用習慣和測試需求，系列化產品兼顧了腔體開蓋泄壓和腔體密閉-定向泄壓兩種技術路線以供選擇。除常規(guī)熱濫用測試以外，bac系列產品具備氣體收集和壓力測量、針刺模塊、視頻監(jiān)控、充放電測試、比熱容測試、氣氛模擬和低溫制冷等功能，可以對電池熱安全性進行全面評估。系列化儀器的核心參數如下圖所示：
圖1(a)bac系列大型電池絕熱量熱儀及(b)核心技術參數
bac-420a、bac-420b和bac-800a均為泄壓型電池絕熱量熱儀，保留經典arc使用習慣。儀器結構總體分為絕熱腔體、抗爆箱與電控系統三部分。泄壓型系列具備優(yōu)異的多重安全防護能力，利用彈簧鎖設計，當內部壓力過高時爐蓋可彈起進行快速泄壓，同時腔體內部安裝爆破片進行防護；抗爆箱使用機械安全聯鎖裝置，鋼板厚度 3.5mm，并安裝大流量排風系統確保實驗安全。
bac-800b和bac-1000a均為密閉型電池絕熱量熱儀。密閉型爐腔按照gb/150壓力容器設計規(guī)范進行開發(fā)，可持續(xù)承壓2mpa，同時具有優(yōu)異的密封性，創(chuàng)造性地將定容燃燒dan和arc功能合二為一，無需配置密封罐即可同步完成大尺寸、大容量電芯熱失控特征溫度及產氣測試。另外，通過腔體可調式泄壓設計，上述產品解決了國外某廠商絕熱儀器存在的腔體和電池表面溫差大，絕熱性能不佳的問題。
附：bac系列產品風采全覽
bac-1000a是研究長邊1500mm 以下大型電池單體及其小型模組等熱失控、熱蔓延機制的密閉型絕熱加速量熱儀。爐腔直徑1000mm，深1200mm；儀器具備《特種設備制造監(jiān)督檢驗證書（壓力容器）》，安全承壓2mpa；充分滿足大尺寸電池熱失控檢測需求。（點擊圖片了解詳細參數）
附圖1bac-1000a整機外觀
bac-800a是研究長邊900mm以下大尺寸電池單體及其模組等熱失控、熱蔓延機制的泄壓型絕熱加速量熱儀。爐腔直徑 800mm，深 520mm；配備有多組大功率加熱元件提升控溫效率與溫度場穩(wěn)定性。bac-800a擁有大爐體+升級控制軟件設計，在適配更大尺寸電池測試的同時，確保高精度的爐體溫度一致性；可以通過液氮制冷模塊模擬低溫工況開展測試；可以在內部配備承壓2mpa的壓力容器，進行產氣采集。（點擊圖片了解詳細參數）
附圖2 bac-800a整機外觀
bac-800b是研究長邊900mm 以下大尺寸電池單體及其模組等熱失控、熱蔓延機制的密閉型絕熱加速量熱儀。爐腔直徑 800mm，深520mm；儀器具備《特種設備制造監(jiān)督檢驗證書（壓力容器）》，安全承壓 2mpa；借助輔助抬升裝置可實現單人操作。（點擊圖片了解詳細參數）
附圖3 bac-800b整機外觀
bac-420a是研究方形、軟包等電池單體及其小型模組等熱失控、熱蔓延機制的泄壓型絕熱加速量熱儀，作為成熟的在售標品，獲得眾多客戶的認可。爐腔直徑420mm，深 520mm；爐體外壁配置有功能豐富的擴展接口。（點擊圖片了解詳細參數）
附圖4 bac-420a整機外觀
bac-420b是研究方形、軟包等電池單體及其小型模組等熱失控、熱蔓延機制的泄壓型絕熱加速量熱儀。爐腔直徑420mm，深 520mm；標配制冷模塊可模擬低溫工況開展電池熱管理測試。（點擊圖片了解詳細參數）
附圖5bac-420b整機外觀
// 關于仰儀科技
仰儀科技成立于2006年，浙儀旗下實驗室事業(yè)群成員，是專注于新能源與化工領域測試需求的國家高新技術企業(yè)。我們擁有成熟的鋰電池熱安全和熱管理測試儀器與實驗室建設方案，可為相關研究與生產提供專業(yè)、優(yōu)質的產品和服務。