电池绝热量热仪的黄金标准：可溯源的电池绝热量热仪校准方案

图1 全尺寸电池绝热量热仪

本方案利用标准电阻块（内置加热管的金属块）作为标样（如图2所示），并通过程控电源程序控制加热功率，调节电阻块的升温速率，从而对锂电池热失控温升过程进行等效模拟。另外，通过高压气瓶搭配电磁阀产生脉冲气流的方式，可实现锂电池开阀降温过程的模拟。

为准确模拟锂电池的产热过程，参照典型锂电池绝热失控实验数据，对锂电池热失控升温过程的表观反应动力学参数进行拟合计算，得到电池产热速率随温度变化的关联方程，并结合电阻块的质量及比热容，计算电源实时输出功率，实现电池放热过程精确模拟。

图2 锂电池热失控模拟装置示意图

如图2所示，将标准块吊装在绝热量热仪中，并进行HWS模式实验，通过对比理论特征温度点与实测特征温度点，以及各温度台阶理论温升速率与实测温升速率，可以验证绝热量热仪的测量灵敏度和准确性。

利用BAC-420A分别进行三元和磷酸铁锂电芯的绝热热失控模拟实验，实验结果如图3~图8所示。对于三元锂电模拟实验，标样的理论T_onset温度为80.0℃（对应升温速率为0.02℃/min），两次实验的T_onset检出台阶分别为80℃和85℃，符合预期。

（2）BAC-800A验证实验

对具有更大量热腔尺寸的BAC-800A分别进行一组三元锂电和磷酸铁锂的绝热热失控模拟实验，实验结果如图9~图12所示。三元锂电、磷酸铁锂模拟实验的T_onset检出台阶分别为80℃、105℃，均符合预期。实验中各台阶实测温升速率与理论值偏差均在±0.003℃/min内。

（3）BAC-1000A验证实验

对大尺寸密闭型绝热量热仪BAC-1000A分别进行一组三元锂电和磷酸铁锂的绝热热失控模拟实验，实验结果如图13~图16所示。三元锂电、磷酸铁锂模拟实验的T_onset检出台阶分别为80℃、110℃，均符合预期；实验中各台阶实测温升速率与理论值偏差均在±0.005℃/min内。

基于本文提出的电池绝热量热仪校准方案，可以客观、有效地评价电池绝热量仪的关键性能。同时本文的测试结果验证了仰仪科技全尺寸大电池绝热量热仪的优异性能。仰仪科技将继续推进相关计量检测标准的落地，规范行业发展，以精确、可靠的数据为锂电池行业保驾护航。