私は1月の終わりに技術とアプリケーションのトレーニング（レート熱量計、ARCを加速）レート熱量計を加速2018年、英国THT会社に参加した。トレーニングサイト、CATL、エアリチウム、中国玄、BYDと他の国内主流のリチウムイオン電池メーカーは、人々を持っています今、この研究の要約に。メーカーは電池の安全性について非常に懸念している、と広く試験電池の熱特性ARCテクノロジーを採用しており、交流や研修に参加し、あなたと共有、テキストミス、批判をしてください。
米ダウ・ケミカル・カンパニー（Dow Chemical社）によるARCは、コロンビア・サイエンティフィック社の断熱原理に基づいて、80のデザインは、熱分析装置を商品化し、1970年代に設計され、開発された。ARCは、断熱環境の正確な制御を提供することができます実験では、熱量計の温度は、後半の損失時の発熱反応は、バッテリーARCの実際の動作を理解すると、内部の電池の熱特性をシミュレートするために、サンプルと歩調を合わせ、次の特徴があります。
①高感度、DSC 1〜2オーダーよりも優れています。
②測定の柔軟性、ARCは、バッテリのさまざまなサイズとモデルをテストするために、バッテリのコンポーネントを研究することができます。
反応の③異なる解像度が強いです、正確な熱データを与え、熱暴走の状況をシミュレートすることができます。
④時間とともに温度と圧力の曲線を同時に得ることができます。
⑤は、初期分解温度、熱量、反応熱、活性化エネルギーなどの熱パラメータの数を得ることができます。
図1英国のTHTのARC装置の図
図1は、写真ARC物理デバイスであり、デバイスは、炉本体（断熱炉）を含み、ヒータ及び温度センサの断熱機能を備えた制御システムを実現する。断熱炉3頂部、底部および周辺組成物によって、それぞれが頂部を含み、底部2ヒーターと熱電対、ヒーター4の周囲及び各領域の温度を制御するため、熱電対を含む。ARC断熱環境炉の試料室の温度及び断熱を維持することによって達成されます。断熱的な環境でサンプルの自己発熱を調べるために、図2に示す内部構造を使用します。
図2 ARCの内部構造図
基本的な動作原理アーク加熱 - 待機 - およびエンドユーザは、温度、温度勾配及び検索システム（HWS）モード（図3）炉絶縁サンプル熱に配置された試験片の値の感度値を設定する必要があります。チャンバは、システムは、サンプルの開始温度に最初に加熱され、その後、待機状態に入り、そして目的は、温度をサンプリングすることで、熱量計の一貫性が熱平衡に達する。待ち時間、検索モードの後に、このモードではヒータ加熱ではありません、昇温速度が所定値よりも高くなるような、機器は自動的に「熱」状態に入り、システムの温度は、意志、発熱があるかどうかを見つけるために、システム感度と設定温度上昇率（典型的には0.02℃/分）を比較することにより器具は、発熱反応が検出されない場合は全サンプル中に記録された加熱速度及び圧力データが断熱状態で常に、動作モードロジックHWS図4は、システムが自動的に暖房モードに入り、温度勾配値に応じて温度を上昇させ、自動勾配は、設定された最終温度に達するか、または発熱が検出されるまで、もう1回「加熱待ち検索」を開始します。
正テストすることができ、負極材料、電解質の熱反応温度、ARC発熱のような、リチウムイオン電池は、負極材料は、電解液の安全性試験は、リチウムイオン電池の熱暴走の原因を分析することができます。負極用カーボンアークにおける電解SEI膜の缶試験熱分解。外側セルアセンブリの材料の熱特性にARCの添加だけでなく、異なるタイプのため、サイズやリチウムイオン電池の熱分析を使用しています。清華大学、ARCテスト大容量パワーバッテリーの結果熱暴走し、最初の国際研究に使用される熱の量を公表Fengxu寧を、省エネ自動車の安全性とエネルギーの国家重点実験室は。彼らはNMC 25Ah / Grの電池、種類のARC技術のテストを使用しました26ミリメートルVDA仕様の厚さは、並列構造に接続された2つの電池は、2つの熱電対は、電池内部に埋め込まれた2つのボリューム間の中心位置での圧力逃がし弁、及び2つは、さらに、電池ケースに取り付けられ図5に示すような熱電対。
図5テストバッテリの熱電対の設置場所図
サンプルチャンバARC試験にセルが4つの熱電対は温度や電池電圧を検出し、テスト中の温度は、電圧時間曲線の進化は図最高温度は、2つのコアの中間位置（図発生6に示す。5 。853°の位置1）] C図6、電池の熱暴走温度処理によれば、いくつかの共通の特徴があります：
T1：自己生成熱開始温度（一般に100℃以上）
T2：温度上昇率が低下し始める
T3：熱暴走トリガー温度（一般に200℃以上）
T4：熱暴走の最高温度（500℃~1000℃）
図6バッテリの熱暴走プロセス温度、電圧の進化曲線
図7温度上昇率に対応する温度ポイント
図に示す温度特性6、図7に示す三点7昇温の各温度レートに対応し、熱NMC制御されない細胞ARC試験プロセスは、6つの段階に分けることができます。。。
段階1：試験加熱温度が上昇し続けると、電池容量が負極からリチウムイオンを減衰させる。
フェーズ2：温度が連続反応生成、T1、電池の自己発熱が出現し始め、この段階では、電池の容量が高温減衰による継続電解液のアノードSEI膜同時分解及び熱の負電極表面に到達します。
段階3：図7に示すように、T2温度に達し、膜によって吸収され溶解された熱による温度上昇率が低下する。
ステージ4：膜の溶解により、電池内部の微小短絡、負の分解は電気活性物質を消費し、温度上昇率は上昇する。
ステージ5：T3の温度は、正極材料の分解、電解液の分解、接着剤および他の激しい分解反応熱の多くは、迅速に最高温度を伴うトリガ広範な溶融セパレータ、激しい短絡の大面積に熱暴走に達しました。 T4。一般に、1℃/ s以上の温度上昇率に対応する温度点をT3と定義します。
ステージ6：残留反応が起こり、温度が少し上昇し、装置が試験プロセスを冷却し始める。
図8バッテリの熱暴走温度範囲図
温度範囲と図8に示されている対応する内部電池反応過程の様々な段階は、一般的な試験電池ARCは、ARC電池技術が広く、熱安全特性を研究するために使用される上記基本特性に基づいている。また、試験はまた、などのARCアプリケーションのために拡張することができます熱画像カメラ、オンライン反応圧力、ガスオンラインテストを増加させます。
