电池安全测试（一）

今天起个头聊一下安全测试。首先说一下针刺测试。针刺测试被电池厂家广泛用于评估电池的内部短路(听说将来某标准可能取消针刺测试,如果真那样,没有了法规强制,要靠厂家自觉自律了。。。希望最后不是真的)。在实际应用场合,存在异物刺入电池包内部导致电池发生短路的可能,而针刺测试能够很好的反应电池短路的发生情况,当钢针刺入时,钢针提供了电池内部短路的通路,电池的电能转化为热能,并存储在电池内部,短路造成短时间内能量的集中爆发和释放,有可能产生冒烟、漏夜,甚至起火爆炸。通过电池材料、结构设计的改进,高能量的锂离子电池是能够通过针刺测试的。当针刺入电池时,电池内部形成很对短路通路,它实际上同时模拟了内短路和外短路两种过程。

针刺的标准要求

目前很多国内外标准都有针刺的要求。下面例举几个标准要求。

SAE J2464

这里面对钢针的直径、针尖类型、刺穿深度、速度都做了规定,针刺方向规定为垂直于电极的方向。结束后钢针要停留在电池内至少一小时。

UL-2580

这里的描述相对简洁一点。目的是评估电池在被异物刺穿时候的耐受能力,测试也是按照SAE J2464操作。

SAE J2464的针刺速度很快,>=8cm/s,远远高于中国的QC/T和GB/T里面的针刺速度。

QC/T 743

这里的钢针直径、针刺速度都是给的一个范围。观察期间,钢针也需要在电池内停留。

GB/T 31485-2015

这里对cell和module都分别做了测试的描述。针尖的角度有了明确的角度范围,速度也规定了。

这里我们看一下prismatic cell针刺的视频。视频里面还对比了另一个pouch cell(失效案例)。视频里的测试结果只能说明该电池的情况,并不是具有普遍的代表性的结果,并不能说明prismatic和pouch之间哪个更能通过针刺测试、或谁好谁坏,每个厂家的每种电池cell设计都存在很大差异。

影响针刺测试结果的因素很多,例如,针刺速度、针的材质、针的直径、针尖形状或角度、电池刺入的位置、电池SOC。今天开个头介绍安全测试,在后面会陆续介绍。