大電池絕熱量熱儀（ARC）BTC-500在GB/T36276-2023及GB/T36276-2018中的應(yīng)用案例
摘要：
國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理局和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)于2023年12月28日發(fā)布，新版GB/T36276-2023《電力儲(chǔ)能用鋰離子電池》，并于2024年07月01日起正式實(shí)施。新版GB/T36276-2023是GB/T36276-2018版本的更新與替代，新國(guó)標(biāo)基于市場(chǎng)發(fā)展、技術(shù)發(fā)展，對(duì)儲(chǔ)能應(yīng)用的鋰離子電池性能提出了更多、更高的要求。
本應(yīng)用案例展示了大電池絕熱量熱儀BTC-500在新版GB/T36276-2023測(cè)試要求下的能力驗(yàn)證，充分說(shuō)明了BTC-500產(chǎn)品滿足新國(guó)標(biāo)對(duì)于電池測(cè)試的試驗(yàn)要求。
國(guó)標(biāo)要求:
GB/T36276-2023絕熱溫升試驗(yàn)描述
6.7.4.1絕熱溫升特性試驗(yàn)
電池單體絕熱溫升特性試驗(yàn)按照下列步驟進(jìn)行：
a)將按照6.2.4.1.1完成了初始化充電的試驗(yàn)樣品置于絕熱模擬裝置內(nèi)，連接溫度數(shù)據(jù)采樣線；
b)設(shè)置絕熱模擬裝置試驗(yàn)起始溫度為40℃、試驗(yàn)溫升步長(zhǎng)為5℃、試驗(yàn)終止溫度為130℃、溫度數(shù)據(jù)采樣周期為0.01min；
c)加熱試驗(yàn)樣品至表面溫度達(dá)到40℃時(shí)保持當(dāng)前溫度，靜置5h，記錄時(shí)間、溫度；
d)繼續(xù)加熱試驗(yàn)樣品至表面溫度達(dá)到45℃時(shí)保持當(dāng)前溫度，靜置1h，記錄時(shí)間、溫度；
e)控制試驗(yàn)裝置恒定當(dāng)前溫度20min，記錄時(shí)間、溫度，計(jì)算溫升速率；
f)以5℃為步長(zhǎng)逐次遞增試驗(yàn)樣品表面溫度至130℃，重復(fù)步驟d)~e)；
g)停止加熱，待試驗(yàn)樣品表面溫度恢復(fù)至室溫，拆除數(shù)據(jù)采樣線，取出試驗(yàn)樣品；
h)記錄試驗(yàn)現(xiàn)象，包括膨脹、漏液、冒煙、起火、爆炸、外殼破裂及破裂位置；
i)重復(fù)步驟a)~h)至所有試驗(yàn)樣品完成試驗(yàn)。
GB/T36276-2018絕熱溫升試驗(yàn)描述
A.2.8絕熱溫升試驗(yàn)
電池單體絕熱溫升試驗(yàn)按照下列步驟進(jìn)行：
a)電池單體初始化充電；
b)將絕熱加速量熱裝置的起始溫度設(shè)定為40℃、終止溫度設(shè)定為130℃，啟動(dòng)裝置，待溫度達(dá)到40℃時(shí)保持溫度恒定，將電池單體放入絕熱腔體擱置5h；
c)加熱裝置以0.5℃/min的速率升溫，加熱幅度每達(dá)到10℃時(shí)保持當(dāng)前溫度恒定20min，裝置的溫度準(zhǔn)確度推薦為±0.2℃，升溫速率準(zhǔn)確度推薦為±0.02℃/min；
d)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池單體表面中心點(diǎn)的溫度，溫度數(shù)據(jù)采樣周期不應(yīng)大于10ms，溫度傳感器準(zhǔn)確度應(yīng)為±0.05℃；
e)參見附錄B表B.6記錄不同溫度恒定階段的溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電池單體溫升速率；根據(jù)記錄的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作溫度-電池單體溫升速率曲線。
絕熱溫升測(cè)試方法對(duì)比：
| 技術(shù)要求 | GB/T36276-2018 | GB/T36276-2023 |
| 電池電量狀態(tài) | 100% | 100% |
| 起始溫度(°) | 40 | 40 |
| 終止溫度(°) | 130 | 130 |
| 升溫速率(°/min) | 0.5 | - |
| 溫升臺(tái)階(°) | 10 | 5 |
| 初始靜置時(shí)間(h) | 5 | 5 |
| 升溫后靜置時(shí)間(h) | 0 | 1 |
| 溫度變化率計(jì)算時(shí)間(min) | 20 | 20 |
| 溫度數(shù)據(jù)采樣周期 | ≤10ms | 0.01min |
GB/T36276-2023對(duì)設(shè)備的要求：
針對(duì)絕熱設(shè)備，GB/T36276-2023提出了要求，設(shè)備至少可加熱至300℃，并具有較好的控溫效果。
設(shè)備能力驗(yàn)證：
1.樣品準(zhǔn)備
實(shí)驗(yàn)樣品：鋁塊。
2.實(shí)驗(yàn)條件
實(shí)驗(yàn)儀器：H.E.L赫伊爾BTC-500大型電池絕熱量熱儀。
3.測(cè)試方法
使用HLC校準(zhǔn)程序，運(yùn)行鋁塊的校準(zhǔn)，將鋁塊起始溫度設(shè)置為40℃，最高溫度為330℃，溫升臺(tái)階為20℃。鋁塊尺寸與市面常見的280Ah儲(chǔ)能電池相當(dāng)，直立于腔體內(nèi)。鋁塊中心處為ARC判定用熱電偶。
4.測(cè)試曲線
HLC標(biāo)定曲線
5.測(cè)試結(jié)果：
鋁塊可加熱至330℃，加熱后的溫度平臺(tái)穩(wěn)定，腔體未對(duì)鋁塊補(bǔ)償過(guò)多或補(bǔ)償不足。鋁塊表面溫度的波動(dòng)度均處于±0.05℃之間，符合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)備的要求。
GB/T36276-2018及GB/T36276-2023的鋁塊驗(yàn)證
GB/T36276-2018鋁塊絕熱溫升試驗(yàn)
GB/T36276-2023鋁塊絕熱溫升試驗(yàn)
GB/T36276-2018&GB/T36276-2023鋁塊絕熱溫升試驗(yàn)search區(qū)間的平均溫升速率
測(cè)試結(jié)果：
GB/T36276-2018與GB/T36276-2023溫度平臺(tái)均平穩(wěn)，且由于鋁塊無(wú)法發(fā)生自產(chǎn)熱行為，因此，說(shuō)明腔體未對(duì)鋁塊發(fā)生過(guò)補(bǔ)償或補(bǔ)償不足的情況。相比于GB/T36276-2018，
GB/T36276-2023所需時(shí)間更久，但對(duì)于無(wú)法自產(chǎn)熱的鋁塊，其測(cè)試后的平均溫升速率更接近0，更符合絕熱體系下對(duì)鋁塊行為的預(yù)期。
20AhLFP電芯測(cè)試
1.樣品準(zhǔn)備
實(shí)驗(yàn)樣品：鋁塊，20AhLFP電芯。
2.實(shí)驗(yàn)條件
實(shí)驗(yàn)儀器：H.E.L赫伊爾BTC-500大型電池絕熱量熱儀。
3.測(cè)試方法
HLC參數(shù)標(biāo)定是為了控制絕熱過(guò)程，通過(guò)合理的HLC標(biāo)定，可以了解在絕熱控制過(guò)程中，腔體的動(dòng)態(tài)熱補(bǔ)償對(duì)樣品可能產(chǎn)生的補(bǔ)償程度。從圖中曲線可以看出來(lái)，曲線平臺(tái)平穩(wěn)。
對(duì)于不發(fā)生自產(chǎn)熱的鋁塊，控制體系對(duì)于鋁塊的升溫速率影響為±0.01℃/min。
20AhLFP電芯@20%SOC下GB/T36276-2023實(shí)驗(yàn)結(jié)果
測(cè)試結(jié)果：
樣品測(cè)試應(yīng)盡量與鋁塊標(biāo)定的形式相同。樣品的GB/T36276-2023溫升曲線的search階段平均溫升速率均低于0.02℃/min，說(shuō)明在20%SOC下，該圓柱電芯，在130℃以內(nèi)，未出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。
結(jié)論與展望
H.E.L大電池絕熱量熱儀（ARC）BTC-500設(shè)備是一種安全可靠的測(cè)試系統(tǒng)，完全滿足新版GB/T36276-2023國(guó)標(biāo)要求。作為絕熱測(cè)試方法的解決方案，設(shè)備預(yù)留多種接口，可以滿足多位置溫度測(cè)量、實(shí)時(shí)攝像、腔體內(nèi)壓強(qiáng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)氣體收集、腔體內(nèi)氣氛置換、過(guò)充/過(guò)放、針刺、低溫充放電等測(cè)試需求，為客戶提供更多的測(cè)試選擇。
(BTC-500加速絕熱量熱儀)
新能源汽車公司、檢測(cè)中心和材料供應(yīng)商已經(jīng)成為HEL的ARC客戶：
上海機(jī)動(dòng)車檢測(cè)中心技術(shù)有限公司
比亞迪（BYD）
小鵬汽車
蔚來(lái)汽車（NIO）
三一重工
寧德時(shí)代（CATL）
中創(chuàng)新航（原名：中航鋰電）
多氟多新能源科技有限公司
北汽福田
中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司
中國(guó)北方車輛研究所
華為
中航鋰電
中信國(guó)安盟固利動(dòng)力科技有限公司
國(guó)聯(lián)汽車動(dòng)力電池研究院有限責(zé)任公司
化工安全領(lǐng)域已經(jīng)成為HEL的客戶
中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院
青島科技大學(xué)
北京理工大學(xué)
中化集團(tuán)
中石油
北京航天試驗(yàn)技術(shù)研究所
北京石油化工學(xué)院
北京工業(yè)大學(xué)
沈陽(yáng)化工研究院
山東京博石油化工有限公司
海洋化工研究院
中寧化集團(tuán)
浙江大學(xué)
廈門大學(xué)
浙江化安安全技術(shù)研究院有限公司
H.E.L致力于工藝篩選優(yōu)化、反應(yīng)量熱和絕熱加速量熱
在反應(yīng)過(guò)程安全和反應(yīng)放大中的解決方案
過(guò)程安全與反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)｜電池絕熱量熱儀
化學(xué)合成與高壓催化｜生物反應(yīng)器系統(tǒng)
關(guān)于HEL
H.E.L——Hazard Evaluation Laboratories 成立于1987年，總部設(shè)在倫敦，在中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、意大利、印度擁有分公司。全資的赫伊爾商貿(mào)（北京）有限公司于 2020年在北京設(shè)立。
目前，H.E.L仍然是全球首屈一指的過(guò)程工藝及安全專業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)，同時(shí)已經(jīng)發(fā)展成為一家致力于為客戶提供專業(yè)的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程篩選、工藝開發(fā)、過(guò)程優(yōu)化以及反應(yīng)危害評(píng)估設(shè)備的國(guó)際集團(tuán)企業(yè)。
關(guān)于綠綿科技
2001年成立的北京綠綿科技有限公司(簡(jiǎn)稱：綠綿科技)以體現(xiàn)客戶服務(wù)價(jià)值為宗旨，以專業(yè)精神和技能為廣大實(shí)驗(yàn)室分析工作者提供樣品前處理、樣品制備及分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)精確分析和管理的全面解決方案，致力于協(xié)助客戶提高分析檢測(cè)的效率和水平。主要代理產(chǎn)品：GC/MS/MS,LC/MS/MS新機(jī)租賃業(yè)務(wù)/LUMTECH 循環(huán)制備液相/靜音型雙頻超聲清洗/ Knauer 研發(fā)，中試和生產(chǎn)脂質(zhì)納米顆粒（LNP)碰撞噴射混合器系統(tǒng)/冰點(diǎn)滲透壓儀、液相/超高壓液相色譜儀、在線SPE液相色譜儀/法國(guó)F-DGSi氮?dú)?，超高純氫氣氣體發(fā)生器，液氮發(fā)生器 / Cytiva 生命科學(xué)設(shè)備/ LabOS 實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)/ MassWorks 準(zhǔn)確質(zhì)量數(shù)測(cè)定及分子式識(shí)別系統(tǒng)/ MsMetrix 氣質(zhì)香精香料分析軟件/Sin-QuEChERS農(nóng)殘凈化柱/制藥企業(yè)質(zhì)量回顧性報(bào)告系統(tǒng)（QRS)/英國(guó)赫伊爾生物反應(yīng)器，電池絕熱量熱、催化劑合成。
關(guān)于綠綿科技
北京綠綿科技有限公司(簡(jiǎn)稱：綠綿科技)以體現(xiàn)客戶服務(wù)價(jià)值為宗旨，以專業(yè)精神和技能為廣大實(shí)驗(yàn)室分析工作者提供樣品前處理、樣品制備及分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)精確分析和管理的全面解決方案，致力于協(xié)助客戶提高分析檢測(cè)的效率和水平。主要代理產(chǎn)品聯(lián)系電話：010-82676061/2/3/4/5/6/7/8
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