CN104730464A - 一种电池绝热温升速率测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池绝热温升速率测试方法，包括判断热失控、选取电池起始荷电状态、测试终止条件，其特点是：（1）准确测量电池各阶段荷电状态下的绝热温升，绘制电池温升与SOC荷电状态曲线；（2）使用origin软件计算出曲线上每个点的切线斜率，即为温升速率，并绘制温升速率与SOC荷电状态曲线；（3）将各阶段的温升速率与SOC荷电状态曲线放置在同一坐标系中，得到电池全放电过程的绝热温升速率曲线。本发明避免了绝热环境下热量累积导致电池热失控的情况，真实反映了电池在全放电过程中绝热温升的情况，并避免了电池因热失控而导致的***。

Description

一种电池绝热温升速率测试方法
技术领域
本发明属于电池测试技术领域，特别是涉及一种电池绝热温升速率测试方法。
背景技术
电池被广泛应用于手机、电脑、摄/录像机、电动工具、电动车辆、后备电源(UPS)、脉冲电源、电网调峰、起动电源和混合动力车等领域。随着电池应用领域的不断扩大，电池安全性问题就越来越突出。测量电池在放电过程中的绝热温升情况，能够判断电池体系及设计结构等是否满足安全性要求。
目前，电池放电过程的绝热温升测试方法一般为：将满电态电池置于绝热量热仪中开始放电，直至电池放电结束，以达到检查电池性能的目的。由于该放电全过程无控制阶段，随着放电的进行，热量不断累积，导致电池温度上升，当温度上升到90℃-120℃温度后，电池发生热失控，导致电池损坏甚至发生***，不仅测试被迫终止，而且造成因电池测试带来的危险。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种电池绝热温升速率测试过程中电池发生的热可控、被测电池不会因热失控发生***，测试结果能够准确判断电池体系及设计结构是否满足安全性要求的一种电池绝热温升速率测试方法。
本发明采取的技术方案是：
一种电池绝热温升速率测试方法，包括：在绝热量热仪中测量电池各荷电状态下的绝热温升速率，以及通过各荷电状态温升速率的汇总，得到电池全放电过程的绝热温升速率，其特点是：包括以下步骤：
(1)将荷电状态为100%的电池在绝热环境中放电；
(2)根据电池类型，选取测试停止温度；
(3)绘制温升曲线和温升速率曲线；
(4)根据温升曲线判断热失控起始点；
(5)根据热失控起始点，确定下一阶段测试电池荷电状态。
(6)当电池放电至截止电压时，若该过程未出现热失控点，测试结束；
(7)将上述过程各阶段温升速率曲线放置在同一坐标系中，得到电池全放电过程的绝热温升速率曲线。
本发明还可以采用如下技术方案：
所述电池包括铅酸电池、氢镍电池、镉镍电池、锌锰电池、锂离子电池、锂一次电池等。
所述绝热量热仪型号为：SYS-999。
本发明具有的优点和积极效果是：
本发明通过采用电池阶段放电，找出阶段热失控；选取电池起始荷电状态、测试终止条件，准确测量电池各阶段荷电状态下的绝热温升，绘制电池温升与荷电状态（SOC）曲线；然后使用origin软件计算出曲线上每个点的切线斜率，即为温升速率，并绘制温升速率与荷电状态（SOC）曲线；最后将各阶段的温升速率与荷电状态（SOC）曲线放置在同一坐标系中，得到电池全放电过程的绝热温升速率曲线；避免了绝热环境下热量累积导致电池热失控的情况，真实反映了电池在全放电过程中绝热温升速率的情况，并避免了电池因热失控而导致的***，保证了被测电池的安全性。
附图说明
图1是通过本发明一种电池绝热温升测试方法测量得到的电池在全放电过程中绝热温升速率与荷电状态曲线图；
图2是采用本发明在电池100%SOC条件下放电到80%SOC测量的温升与荷电状态曲线图；
图3是采用本发明在电池100%SOC条件下放电到80%SOC测量的温升速率与荷电状态曲线图；
图4是采用本发明在电池80%SOC条件下放电到45%SOC测量的温升与荷电状态曲线图；
图5是采用本发明在电池80%SOC条件下放电到45%SOC测量的温升速率与荷电状态曲线图；
图6是采用本发明在电池45%SOC条件下放电到20%SOC测量的温升与荷电状态曲线图；
图7是采用本发明在电池45%SOC条件下放电到20%SOC测量的温升速率与荷电状态曲线图；
图8是采用本发明在电池20%SOC条件下放电到终止电压时测量的温升与荷电状态曲线图；
图9是采用本发明在电池20%SOC条件下放电到终止电压时测量的温升速率与荷电状态曲线图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
一种电池绝热温升速率测试方法，包括：在绝热量热仪中测量电池各荷电状态下的绝热温升速率，以及通过各荷电状态温升速率的汇总，得到电池全放电过程的绝热温升速率，其特点是：包括以下步骤：
(1)将荷电状态为100%的电池在绝热环境中放电；
(2)根据电池类型，选取测试停止温度；
(3)绘制温升曲线和温升速率曲线；
(4)根据温升曲线判断热失控起始点；
(5)根据热失控起始点，确定下一阶段测试电池荷电状态。
(6)当电池放电至截止电压时，若该过程未出现热失控点，测试结束；
(7)将上述过程各阶段温升速率曲线放置在同一坐标系中，得到电池全放电过程的绝热温升速率曲线。
所述电池包括铅酸电池、氢镍电池、镉镍电池、锌锰电池、锂离子电池、锂一次电池等。
所述绝热量热仪型号为：SYS-999。
实施例
(1)将荷电状态为100%的18650型锂离子电池置于温度为25℃、型号为SYS-999的绝热量热仪中，使用充放电仪对电池进行放电，调节电流值为0.5A-1.5A；当绝热量热仪显示电池的温度达到85℃时，作为电池的热失控点；关闭充放电仪，停止对电池的放电；将绝热量热仪打开，将电池自然冷却至室温；用充放电仪记录的电池放电时间测量出电池的荷电状态，和绝热量热仪记录的电池温升值，绘制电池在100%SOC条件下放电，温度达到85℃时电池的温升与电池荷电状态曲线，如图2所示；使用origin软件对该曲线上每个点的切线斜率进行计算，然后绘制电池在100%SOC条件下放电，温度达到85℃时电池的温升速率与电池荷电状态曲线，如图3所示；确定电池的80%SOC作为荷电状态为100%的电池放电的热失控起始点；完成电池在荷电状态为100%放电时温度达到热失控点的过程；
(2)将步骤⑴放电后荷电状态为80%的锂离子电池置于温度为25℃、型号为SYS-999的绝热量热仪中，使用充放电仪对电池进行放电，调节电流值为0.5A-1.5A；当绝热量热仪显示电池的温度达到85℃时，作为电池的热失控点；关闭充放电仪，停止对电池的放电；将绝热量热仪打开，将电池自然冷却至室温；用充放电仪记录的电池放电时间测量出电池的荷电状态，和绝热量热仪记录的电池温升值，绘制电池在80%SOC条件下放电，温度达到85℃时电池的温升与电池荷电状态曲线，如图4所示；使用origin软件对该曲线上每个点的切线斜率进行计算，然后绘制电池在80%SOC条件下放电，温度达到85℃时电池的温升速率与电池荷电状态曲线，如图5所示；确定电池的45%SOC作为荷电状态为80%的电池放电的热失控起始点；完成电池在荷电状态为80%放电时温度达到热失控点的过程；
(3)将步骤(2)放点后荷电状态为45%的锂离子电池置于温度为25℃、型号为SYS-999的绝热量热仪中，使用充放电仪对电池进行放电，调节电流值为0.5A-1.5A；当绝热量热仪显示电池的温度达到85℃时，作为电池的热失控点；关闭充放电仪，停止对电池的放电；将绝热量热仪打开，将电池自然冷却至室温；用充放电仪记录的电池放电时间测量出电池的荷电状态，和绝热量热仪记录的电池温升值，绘制电池在45%SOC条件下放电，温度达到85℃时电池的温升与电池荷电状态曲线，如图6所示；使用origin软件对该曲线上每个点的切线斜率进行计算，然后绘制电池在45%SOC条件下放电，温度达到85℃时电池的温升速率与电池荷电状态曲线，如图7所示；确定电池的20%SOC作为荷电状态为45%的电池放电的热失控起始点；完成电池在荷电状态为100%放电时温度达到热失控点的过程；
(4)将步骤(3)放点后荷电状态为20%的锂离子电池置于温度为25℃、型号为SYS-999的绝热量热仪中，使用充放电仪对电池进行放电，调节电流值为0.5A-1.5A；电池放电至终止电压1.5V后，温度仍未达到85℃，整个测试过程结束；关闭充放电仪，停止对电池的放电；将绝热量热仪打开，将电池自然冷却至室温；用充放电仪记录的电池放电时间测量出电池的荷电状态，和绝热量热仪记录的电池温升值，绘制电池在20%SOC条件下放电至终止电压1.5V时，电池的温升与电池荷电状态曲线，如图8所示；使用origin软件对该曲线上每个点的切线斜率进行计算，然后绘制电池在20%SOC条件下放电至终止电压1.5V时，电池的温升速率与电池荷电状态曲线，如图9所示；测试过程结束。
(5)将上述过程所得4条温升速率与荷电状态曲线图3、图5、图7、图9，放置于同一坐标系中，得到如图1所示本发明锂离子电池全放电过程的绝热温升速率曲线图。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电池绝热温升速率测试方法，包括：在绝热量热仪中测量电池各荷电状态下的绝热温升速率，以及通过各荷电状态温升速率的汇总，得到电池全放电过程的绝热温升速率，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将荷电状态为100%的电池在绝热环境中放电；
(2)根据电池类型，选取测试停止温度；
(3)绘制温升曲线和温升速率曲线；
(4)根据温升曲线判断热失控起始点；
(5)根据热失控起始点，确定下一阶段测试电池荷电状态。
(6)当电池放电至截止电压时，若该过程未出现热失控点，测试结束；
(7)将上述过程各阶段温升速率曲线放置在同一坐标系中，得到电池全放电过程的绝热温升速率曲线。
2.根据权利要求1所述的一种电池绝热温升测试方法，其特征在于：所述电池包括铅酸电池、氢镍电池、镉镍电池、锌锰电池、锂离子电池、锂一次电池等。
3.根据权利要求1所述的一种电池绝热温升测试方法，其特征在于：所述绝热量热仪型号为：SYS-999。
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