本期預(yù)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(nèi)的電芯開展安全、精準(zhǔn)、可靠的絕熱熱失控測試。與目前國內(nèi)外廠家的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品相比，BAC系列具有更大的量熱腔容量、更高的安全防護(hù)和更豐富的測試功能。
電池絕熱量熱儀應(yīng)用
電池絕熱量熱儀（Battery Accelerating Calorimeter）是用于評價鋰離子電池?zé)岱€(wěn)定性和熱失控過程熱動力學(xué)參數(shù)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(shù)，以作為電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的設(shè)計(jì)輸入，幫助研究人員確定鋰電池安全邊界及失控危害，實(shí)現(xiàn)對熱失控的預(yù)防與早期預(yù)警。
現(xiàn)有儀器局限性
為了實(shí)現(xiàn)降低電池系統(tǒng)綜合成本、提升電動汽車?yán)m(xù)航里程等目的，鋰電池行業(yè)內(nèi)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(jié)構(gòu)，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?；履茉赐瞥?75Ah的產(chǎn)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(dá)500Wh/kg。針對上述情況，目前國內(nèi)外商品化的電池絕熱量熱儀已無法覆蓋相關(guān)測試需求，存在腔體體積小、耐壓/保壓能力不足等局限性，導(dǎo)致在鋰電池?zé)岚踩治鰷y試中存在以下問題：
創(chuàng)新儀器及優(yōu)勢
仰儀科技長期致力于鋰電池?zé)岚踩珯z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(jìn)行了包括190Ah NCM811、230Ah NCM622、320Ah LPF和600mm短刀在內(nèi)的數(shù)百款電芯的絕熱熱失控和熱物性參數(shù)測試，積累了大量的儀器開發(fā)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。
針對現(xiàn)有電池絕熱儀器的應(yīng)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(chǎn)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(xí)慣和測試需求，系列化產(chǎn)品兼顧了腔體開蓋泄壓和腔體密閉-定向泄壓兩種技術(shù)路線以供選擇。除常規(guī)熱濫用測試以外，BAC系列產(chǎn)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?zé)岚踩赃M(jìn)行全面評估。系列化儀器的核心參數(shù)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(shù)參數(shù)
BAC-420A、BAC-420B和BAC-800A均為泄壓型電池絕熱量熱儀，保留經(jīng)典ARC使用習(xí)慣。儀器結(jié)構(gòu)總體分為絕熱腔體、抗爆箱與電控系統(tǒng)三部分。泄壓型系列具備優(yōu)異的多重安全防護(hù)能力，利用彈簧鎖設(shè)計(jì)，當(dāng)內(nèi)部壓力過高時爐蓋可彈起進(jìn)行快速泄壓，同時腔體內(nèi)部安裝爆破片進(jìn)行防護(hù)；抗爆箱使用機(jī)械安全聯(lián)鎖裝置，鋼板厚度 3.5mm，并安裝大流量排風(fēng)系統(tǒng)確保實(shí)驗(yàn)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(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)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(chǎn)氣測試。另外，通過腔體可調(diào)式泄壓設(shè)計(jì)，上述產(chǎn)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(chǎn)品風(fēng)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(jī)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(shè)備制造監(jiān)督檢驗(yàn)證書（壓力容器）》，安全承壓2MPa；充分滿足大尺寸電池?zé)崾Э貦z測需求。（點(diǎn)擊圖片了解詳細(xì)參數(shù)）
附圖1 BAC-1000A整機(jī)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(jī)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(shè)計(jì)，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(nèi)部配備承壓2MPa的壓力容器，進(jìn)行產(chǎn)氣采集。（點(diǎn)擊圖片了解詳細(xì)參數(shù)）
附圖2 BAC-800A整機(jī)外觀
附圖3 BAC-800B整機(jī)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(jī)制的泄壓型絕熱加速量熱儀，作為成熟的在售標(biāo)品，獲得眾多客戶的認(rèn)可。爐腔直徑420mm，深 520mm；爐體外壁配置有功能豐富的擴(kuò)展接口。（點(diǎn)擊圖片了解詳細(xì)參數(shù)）
附圖4 BAC-420A整機(jī)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(jī)制的泄壓型絕熱加速量熱儀。爐腔直徑420mm，深 520mm；標(biāo)配制冷模塊可模擬低溫工況開展電池?zé)峁芾頊y試。（點(diǎn)擊圖片了解詳細(xì)參數(shù)）
附圖5 BAC-420B整機(jī)外觀
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