壹、核(he)心作用(yong):模擬場(chang)景,驗證(zheng)電池安全(quan)邊(bian)界
電池在(zai)生(sheng)命周(zhou)期中可(ke)能因(yin)意外(wai)(如(ru)手(shou)機擠(ji)壓、電動(dong)車(che)碰撞、電池包(bao)組裝(zhuang)錯位(wei))導致(zhi)外(wai)殼形(xing)變、內部電芯(xin)受壓(ya),進(jin)而引發電解(jie)液泄漏、正負(fu)極(ji)短路、熱失控(kong)等危(wei)險(xian)。電池擠(ji)壓試驗(yan)機的(de)核(he)心價值(zhi)就是(shi)通(tong)過標(biao)準化(hua)的(de)擠(ji)壓測試,復現(xian)這(zhe)類風(feng)險(xian)場(chang)景,判斷電池是(shi)否符(fu)合安全(quan)要求(qiu)。
測試過程(cheng)中,設備會對(dui)電池施(shi)加(jia)特定(ding)的壓力(如(ru) 10kN、20kN,可(ke)根據電池類(lei)型(xing)調節(jie))或(huo)位(wei)移(如(ru)擠(ji)壓至(zhi)電池厚(hou)度的(de) 50%),並實時(shi)監測電池的(de)狀(zhuang)態(tai)變化(hua),最(zui)終根據結(jie)果判斷電池的(de)安全(quan)等級(ji):
合格(ge)表現(xian):擠(ji)壓後(hou)無漏(lou)液、無冒煙、無(wu)起(qi)火、無爆炸,電壓(ya) / 容(rong)量無(wu)異常衰減;
風(feng)險(xian)表現(xian):出(chu)現(xian)漏液、鼓包、冒煙、起(qi)火或爆炸,說明電池安全(quan)設計(ji)存在(zai)缺(que)陷,需優(you)化(hua)。
二(er)、關(guan)鍵(jian)應用(yong)場(chang)景:覆蓋(gai)全(quan)產業(ye)鏈(lian)的(de)安全(quan)管控需求
電池擠(ji)壓試驗(yan)機的(de)作(zuo)用(yong)貫(guan)穿(chuan)電池研(yan)發、生(sheng)產(chan)、認(ren)證(zheng)、應用(yong)全(quan)流程(cheng),不同(tong)場(chang)景下的(de)側(ce)重點不同(tong):
1. 研發階(jie)段:優(you)化(hua)電池結(jie)構與材料設計(ji)
在(zai)新(xin)型(xing)電池(如(ru)三(san)元(yuan)鋰電池、磷(lin)酸鐵鋰電池、固(gu)態(tai)電池)的(de)研(yan)發過程(cheng)中,試驗(yan)機用(yong)於驗證(zheng)結(jie)構設計(ji)(如(ru)外(wai)殼強(qiang)度(du)、電芯(xin)排(pai)布(bu))和(he)材料選(xuan)型(xing)(如(ru)隔(ge)膜耐擠(ji)壓性(xing)、電解(jie)液穩定性)的(de)合理(li)性(xing)。
例如(ru):通(tong)過對(dui)比不同(tong)外殼(ke)材質(鋁(lv)合金、不銹(xiu)鋼)的(de)擠(ji)壓測試數據,選擇抗擠(ji)壓性(xing)能更(geng)優(you)的材料(liao);
或(huo)通(tong)過測試不同(tong)隔膜(mo)厚(hou)度的(de)電芯(xin),確定(ding)既(ji)能防短路、又(you)能耐受擠(ji)壓的(de)參數,避免因設(she)計(ji)缺陷導致(zhi)後(hou)期安全(quan)事故(gu)。
2. 生(sheng)產(chan)階(jie)段:批(pi)量質量篩查(zha),攔截不合格(ge)品
電池生(sheng)產(chan)過程(cheng)中,可(ke)能因(yin)工(gong)藝誤差(cha)(如(ru)電芯(xin)極(ji)片對(dui)齊度(du)偏(pian)差(cha)、外殼焊接(jie)不牢固)導致(zhi)部(bu)分(fen)產品抗(kang)擠(ji)壓能(neng)力下降(jiang)。試驗(yan)機可(ke)作為(wei)出(chu)廠(chang)前(qian)的 “安全(quan)門檻”,對(dui)批(pi)量產(chan)品進(jin)行抽(chou)樣或全(quan)檢:
對(dui)手機(ji)電池、筆(bi)記(ji)本電池等小型(xing)電池,通(tong)常采用(yong)抽(chou)樣測試(如(ru)每(mei)批(pi)次抽(chou)取 10-20 只),排查生(sheng)產(chan)壹(yi)致(zhi)性問(wen)題;
對(dui)動力(li)電池(電動(dong)車(che)用(yong)),因(yin)安全(quan)要求(qiu)更(geng)高(gao),部(bu)分(fen)企業會對(dui)關鍵(jian)批(pi)次進(jin)行全(quan)檢,確保(bao)每(mei)壹只電池都(dou)能(neng)耐受運(yun)輸(shu)和(he)安裝(zhuang)中的輕(qing)微(wei)擠(ji)壓。
3. 認(ren)證(zheng)階(jie)段:滿(man)足(zu)國內外安全(quan)標(biao)準強(qiang)制(zhi)要求
全(quan)球主(zhu)流(liu)市場(chang)對(dui)電池安全(quan)均(jun)有(you)強制(zhi)標(biao)準,擠(ji)壓測試是(shi)其(qi)中(zhong)的(de) “必(bi)檢項目”,試驗(yan)機需(xu)配(pei)合標(biao)準要(yao)求完(wan)成(cheng)測試,為(wei)電池獲取(qu)市場(chang)準入(ru)資格(ge)提供(gong)數據支(zhi)撐。常見(jian)的(de)標(biao)準包(bao)括:
標(biao)準體系適(shi)用(yong)場(chang)景擠(ji)壓測試核(he)心要求(示例(li))
IEC 62133便攜(xie)式(shi)二(er)次(ci)電池(手(shou)機(ji)、相機(ji))施加 13kN 壓力,持(chi)續(xu) 1min,無起(qi)火 / 爆炸
GB 31241中(zhong)國鋰(li)離子電池安全(quan)標(biao)準擠(ji)壓至(zhi)電池厚(hou)度 50%,保(bao)持(chi) 5min,無(wu)漏(lou)液 / 冒煙 / 起(qi)火
UN 38.3電池航(hang)空運(yun)輸(shu)安全(quan)用(yong)直(zhi)徑(jing) 30mm 的(de)鋼(gang)棒(bang)擠(ji)壓,壓(ya)力 10kN,無(wu)危(wei)險(xian)反(fan)應
UL 1642美(mei)國鋰(li)離子電池安全(quan)擠(ji)壓至(zhi)電芯(xin)厚(hou)度 25%,觀(guan)察 1h,無起(qi)火 / 爆炸
只有(you)通(tong)過試驗(yan)機完(wan)成(cheng)上述標(biao)準規定(ding)的(de)擠(ji)壓測試,電池才能進(jin)入市場(chang)流通(tong)或(huo)運(yun)輸(shu)。
4. 失(shi)效分(fen)析(xi):定(ding)位(wei)電池安全(quan)事故(gu)根源
當(dang)電池在(zai)實(shi)際(ji)使(shi)用(yong)中(zhong)發生(sheng)擠(ji)壓失(shi)效(如(ru)電動(dong)車(che)碰撞後(hou)電池起(qi)火),試驗(yan)機可(ke)用(yong)於復現(xian)失效(xiao)場(chang)景,分(fen)析(xi)事(shi)故(gu)原(yuan)因(yin):
例(li)如(ru):通(tong)過調(tiao)整擠(ji)壓壓(ya)力、角(jiao)度(du)、接(jie)觸面積,模擬事故(gu)中(zhong)的(de)受力(li)情況(kuang),判斷是(shi)外(wai)殼(ke)強(qiang)度(du)不足、電芯(xin)隔(ge)膜(mo)破(po)裂,還(hai)是(shi)電解(jie)液熱穩定(ding)性差(cha)導致(zhi)的(de)熱失控(kong);
基於測試結(jie)果,企業可(ke)針(zhen)對(dui)性改進(jin)(如(ru)加(jia)強電池包(bao)防護殼、更(geng)換耐高(gao)溫(wen)隔膜),避免同(tong)類事(shi)故(gu)再(zai)次(ci)發生(sheng)。
三(san)、設(she)備(bei)附加價值(zhi):提升電池產(chan)品競(jing)爭(zheng)力(li)
除了基(ji)礎的(de)安全(quan)測試,電池擠(ji)壓試驗(yan)機還(hai)具(ju)備數據采集(ji)、自動(dong)化(hua)控(kong)制(zhi)等功(gong)能(neng),可(ke)進(jin)壹步為(wei)企業創(chuang)造價值(zhi):
數據化(hua)管理(li):實(shi)時記錄擠(ji)壓過程(cheng)中的壓力(li)、位(wei)移、電池電壓(ya)、溫(wen)度(du)變(bian)化(hua),生(sheng)成(cheng)測試報(bao)告(gao),便於追(zhui)溯和(he)質量分(fen)析(xi);
自(zi)動化(hua)效(xiao)率(lv):支(zhi)持(chi)多(duo)工(gong)位(wei)同(tong)時測試、自(zi)動上(shang)料(liao) / 下料(liao),減少(shao)人(ren)工操作,提(ti)升測試效(xiao)率(如(ru)動(dong)力電池測試周(zhou)期從(cong)傳(chuan)統(tong) 1 小時 / 只縮(suo)短(duan)至(zhi) 20 分(fen)鐘 / 只);
多場(chang)景兼容(rong):可(ke)通(tong)過更(geng)換夾(jia)具,實現(xian) “擠(ji)壓 + 針(zhen)刺(ci) + 沖擊” 等多(duo)測試項目兼(jian)容(rong)(部(bu)分(fen)壹體機設(she)計(ji)),降低(di)企業設備采購成(cheng)本。
綜上(shang),電池擠(ji)壓試驗(yan)機不僅(jin)是(shi)保(bao)障電池安全(quan)的 “把關(guan)者(zhe)”,更(geng)是(shi)企業滿(man)足(zu)標(biao)準合規、優(you)化(hua)產(chan)品設(she)計(ji)、提升市場(chang)競(jing)爭(zheng)力(li)的(de)核(he)心設備,尤其在(zai)新(xin)能源(yuan)汽(qi)車(che)、消費(fei)電子(zi)、儲(chu)能等依(yi)賴電池安全(quan)的領域。
電池擠(ji)壓試驗(yan)機的(de)測試標(biao)準是(shi)什麽(me)?
哪(na)些因素(su)會影響(xiang)電池擠(ji)壓試驗(yan)機的(de)測試結(jie)果?
推(tui)薦壹(yi)些電池擠(ji)壓試驗(yan)機的(de)品牌