[发明专利]一种快速评测锂离子电池安全性的方法

说明书

本发明公开了一种快速评测锂离子电池安全性的方法，包括步骤：第一步、将待测的电池样品放入加速量热仪ARC具有的量热腔体内；第二步、对电池样品进行加热，实时测量电池样品表面的温度、温升速率以及记录测量时间；第三步、根据实时测量获得的电池样品表面的温度、温升速率以及测量时间，以测量时间为横坐标，以电池样品表面的温度为纵坐标，建立电池样品的温度对时间曲线。本发明在使用加速量热仪ARC对电池样品进行测试时，能够显著缩短测试的时间，提高测试效率，保证达到与加速量热仪ARC采取的常规测试模式同等的评价效果，具有重大的实践意义。

技术领域

本发明涉及电池安全评测技术领域，特别是涉及一种快速评测锂离子电池安全性的方法。

背景技术

锂离子电池作为绿色能源已被广泛应用于手机、笔记本电脑、移动电源、电动汽车及储能领域，在得到人们及市场认可的同时，也偶有着火等安全事故发生。如何从设计方面，根本性解决锂离子电池的安全隐患，以及如何测试和评估锂离子电池的安全程度，一直是行业内研究的热点。

由于电池的安全性本质上是热安全，而温度作为可直接反映电池热状态的物理量，体现了电池产热和传热的结果，因此是评测电池安全性的重要指标。目前，行业内广泛使用加速量热仪(ARC)来对电池进行热特性测试。加速量热仪ARC是联合国推荐使用的用于危险品评估的新型热分析仪器，通过精确的温度跟踪和补偿功能，避免电池样品与环境的热量交换，从而可以提供一个近似绝热的环境，主要对被测电池样品的放热行为进行测试。

目前，在进行加速量热仪ARC常规测试时，先将待测的电池样品放入量热腔内，热电偶固定在电池样品表面，将量热腔密闭处理。然后在ARC控制软件中进行参数设定，包括起始温度、升温步阶、等待时间、终止温度等，完成后启动测试。

加速量热仪ARC在常规测试时，采用“加热-等待-搜寻”的常规测试模式来探测电池样品的放热反应。具体为：从起始温度开始对电池样品进行加热，当温度升高一个设定的步阶后，系统转入等待模式；等待模式是为了让样品、量热腔达到热平衡；在等待过程结束后，系统将自动进入搜寻模式，对电池样品的温升速率进行探测，此时系统自设灵敏度为0.02℃/min，当电池样品的温升速率大于0.02℃/min时，系统会判定电池样品出现自放热反应，从而自动进入绝热模式，记录自放热速率，同时通过温度补偿功能，来保持量热腔温度与电池样品温度同步，追踪电池样品的放热反应。如果温升速率小于0.02℃/min，加速量热仪ARC将以设定的温升步阶继续对电池样品加热，继续以“加热-等待-搜寻”模式运行，直到检测到电池样品的自放热反应或达到设定的终止温度。

加速量热仪ARC在测试过程中记录的数据包括测试时间、样品温度、和电池样品的温升速率，通过数据分析，可以获得与电池安全性评价相关的参数，例如包括：电池自放热起始温度、电池温升速率达到1℃/min(有些学者认为此温升速率标志电池热失控的开始)时的温度(该温度即为热失控引发温度)和时间，以及对应温度下的温升速率。

受加速量热仪ARC采取的“加热-等待-搜寻”常规测试模式的限制，目前，对电池样品的整个测试过程耗时较长，一般完成一只电池的测试，需要24h～48h，具体测试时间的长短，主要与待测试电池样品的体系及结构设计有关。因此，这在一定程度上延长了电池安全性的评测周期，而且相对于设备能耗，较长的测试周期，导致加速量热仪ARC设备的测试效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种快速评测锂离子电池安全性的方法，其在使用加速量热仪ARC对电池样品进行测试时，能够显著缩短测试的时间，提高测试效率，保证达到与加速量热仪ARC采取的常规测试模式同等的评价效果，具有重大的实践意义。

为此，本发明提供了一种快速评测锂离子电池安全性的方法，包括以下步骤：

第一步、将待测的电池样品放入加速量热仪ARC具有的量热腔体内；

第二步、对电池样品进行加热，实时测量电池样品表面的温度、温升速率以及记录测量时间；