《储能材料与器件分析测试技术》课件-挤压测试与分析

挤压测试与分析电池挤压测试目的评估电池在机械接触式应力作用下的安全性，模拟整车发生碰撞时，电池受到挤压而发生变形，进而导致动力电池发生起火爆炸的过程。挤压试验过程中随着电池所受挤压力变大，电池结构会发生变形，电池内部正负极片有可能刺穿隔膜，导致正负极片接触，电池内部发生短路，产生大量的焦耳热从而导致电池温度瞬间升高，正极材料、负极材料、电解液、粘结剂等各种材料本身及相互发生化学反应，引发热失控，最终诱发起火。电池内部发生热反应也会产生大量气体，达到一定压力后可能引起爆炸现象。测试标准：GB31241-2014将电池按照制造商规定的试验方法充满电后，将电池置于两个平面内，垂直于极板方向进行挤压，两平板间施加13.0kN±0.78kN的挤压力。一旦压力达到最大值即可停止挤压试验，试验过程中电池不能发生外部短路。圆柱型电池挤压时使其纵轴向与两平板平行，方型电池和软包装电池只对电池的宽面进行挤压试验。扣式电池采用电池上下两面与两平板平行的方式进行挤压试验。试验中电池放置方式参照下图所示。1个样品只做一次挤压试验。要求：电池应不起火、不爆炸。挤压测试与分析设备：电池挤压试验机电池针刺试验机主要组成部分：控制系统、动力传动系统、压力机台、数据采集系统。控制系统采用PLC电脑软件加触摸屏控制，可方便地设定和修改各种测试参数，如挤压力、挤压速度、挤压时间等，能对整个试验过程进行精确控制，并实时监控和记录试验数据，还可生成测试报表和曲线图。挤压测试与分析设备：电池挤压试验机电池针刺试验机主要组成部分：控制系统、动力传动系统、压力机台、数据采集系统。动力传动系统配备伺服马达和滚珠丝杆，伺服马达为挤压动作提供动力，可精确控制挤压的速度和力量，滚珠丝杆则将马达的旋转运动转化为直线运动，确保挤压动作的精度和稳定性。挤压测试与分析压力机台用于放置被测试的电池样品，提供稳定的支撑，并与挤压装置配合，对电池施加挤压力。防爆箱体配有照明装置以及视频摄像头监控，还带有防爆泄压孔、排风扇和移动脚轮，具备防爆、泄压、排烟等功能，可确保试验安全，便于观察试验过程和移动设备。挤压测试与分析数据采集系统集成了多种传感器，如压力传感器、位移传感器等，能够实时监测并采集电池在挤压过程中的压力、变形量、电池电压降、温度等参数，为评估电池的性能和安全性提供数据支持。电池挤压试验机测试流程接通电源，将操作台左上角的绿色按钮向下按，设备开机后，点击“进入”按钮，将进入到下一个操作画面-监控画面。电池挤压试验机测试流程参数设定：按下设定该键，画面则进入参数设定页面，在数字键盘上输入密码1068，输入完后按“ENT”键，然后按“确定”按钮，将进入到下一级参数画面，按“取消“按钮将回到监控画面。电池挤压试验机测试流程压力预置设定：指自动测试时，压头压在电池本体上所产生的压力大小设定，单位为N/Kgf。压力保持时间：指自动测试时，当压力已经达到压力预置设定值，或者电池电压压降值已经大于或等于最小压降值设定时，压头压在电池上继续停留的时间设定。变形预置值：指自动测试时，压头压在电池本体上所产生的变形大小设定，当达到该变形值时停止加压进入到保持时间，单位为%。电池原始高度：指自动测试时，手动输入电池量得的实际电池高度，单位mm。各参数含义电池挤压试验机测试流程测试前准备选择符合实验要求的电池样品，确保电池处于正常充电状态；设定挤压速度为2mm/s，挤压压力为13.0kN；将电压采集线夹住电池正负极，用耐高温胶带将温度采集线贴在电池侧面。电池置于两个平面内，垂直于极板方向进行挤压，一旦压力达到最大值即可停止挤压