近年來，隨著鋰離子電池產(chǎn)品的大量應(yīng)用，鋰電已日益成為我們?nèi)粘Ｗ顬楸憬莸膭?dòng)力來源，隨之而來的鋰電池安全問題也越來越受到大家的關(guān)注。鋰電池的整體安全性由多種復(fù)雜的因素構(gòu)成，而其中由于短路原因引起的熱失控問題占到了相當(dāng)?shù)谋壤?。鋰電池的短路除了常見的外部短路外，其?nèi)部隔膜的破損也是導(dǎo)致其內(nèi)部發(fā)生短路的重要原因之一。

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在隔膜破損的種種誘因中，鋰枝晶是眾多分析和研究的眾矢之的。鋰電池在重復(fù)的充放電過程中，由于工藝、材料、過充、大電流充電、低溫下充電等原因，金屬鋰會(huì)不可避免的析出，這些析出的鋰會(huì)逐漸沉積形成鋰枝晶，從而成為鋰電池潛在的風(fēng)險(xiǎn)。鋰枝晶有多種形態(tài)，其中樹枝狀的金屬鋰在生長、沉積的過程中，達(dá)到一定程度時(shí)會(huì)穿透隔膜，從而導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生短路，這種短路往往會(huì)造成災(zāi)難性的后果。

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LLOYD材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)（LLOYD材料試驗(yàn)機(jī)）提供完整的鋰電池隔膜力學(xué)性能測試，主要包括隔膜拉伸強(qiáng)度、延伸率、穿刺強(qiáng)度，剝離強(qiáng)度（涂層復(fù)合膜）等。同時(shí)LLOYD材料力學(xué)測試系統(tǒng)（LLOYD材料試驗(yàn)機(jī)）可以完成高精度的鋰電池強(qiáng)制內(nèi)短路測試，確保鋰電池更加安全。

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今天我們來介紹阿美特克鋰電池材料試驗(yàn)解決方案第四講——鋰離子電池的強(qiáng)制內(nèi)短路測試。

鋰離子電池的強(qiáng)制內(nèi)短路測試。

強(qiáng)制內(nèi)短路測試既可以應(yīng)用在18650,21700等圓柱形電池，也可以應(yīng)用于方形軟包電池。測試前，需要在規(guī)定環(huán)境的手套箱中對電池進(jìn)行拆解，在混入模擬微小金屬顆粒的標(biāo)準(zhǔn)金屬鎳片后對電池進(jìn)行封裝。在達(dá)到規(guī)定的溫度和時(shí)間條件后，放置于強(qiáng)制內(nèi)短路測試系統(tǒng)中以0.1mm/s的速度對電池放置鎳片的位置進(jìn)行施壓，在勻速達(dá)到規(guī)定的壓力同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測鋰電池壓力的變化和表面溫度的變化。當(dāng)觀測到電壓發(fā)生50mV壓降或者當(dāng)施壓載荷達(dá)到400N（方形電池）或800N（圓柱形電池）時(shí)，停止加壓并保持30s，然后撤壓。

如果在達(dá)到規(guī)定的壓力前發(fā)生50mV壓降，說明此電池未達(dá)到強(qiáng)制內(nèi)短路測試的安全標(biāo)準(zhǔn)；如果當(dāng)壓力達(dá)到400N或800N而為發(fā)生電壓降，說明此電池可極大程度的避免因外部顆粒原因造成內(nèi)短路現(xiàn)象。

而一套高精度的強(qiáng)制內(nèi)短路測試系統(tǒng)，需要一臺高精度、高采樣率載荷施加系統(tǒng)，此系統(tǒng)需同時(shí)監(jiān)測和記錄鋰電池微量的電壓變化和溫度變化，并可以靈活的設(shè)定試驗(yàn)條件以滿足更為嚴(yán)苛的測試和研發(fā)需求。

強(qiáng)制內(nèi)短路測試系統(tǒng)

在載荷量的施加與記錄方面，LLOYD LD系列測試系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)0.5%讀數(shù)級的載荷精度，并以1000Hz的采樣率記錄載荷的變化。此系統(tǒng)采用32位A/D轉(zhuǎn)換，具有極高的力值分辨率。在達(dá)到載荷精度和分辨率的同時(shí)，其電壓和溫度記錄也可高達(dá)250Hz，是目前業(yè)內(nèi)同類測試中精度最高，采樣率最高的測試系統(tǒng)。

此系統(tǒng)配有防爆高低溫環(huán)境箱，即可滿足標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制內(nèi)短路測試的溫度要求，可以變換溫度模擬不同溫度下的電池的力學(xué)性能研究。溫箱本身達(dá)到防爆級，即使在電池發(fā)生劇烈燃燒、爆炸等情況下依然可以保障試驗(yàn)人員與系統(tǒng)的安全性，并帶有主動(dòng)排風(fēng)系統(tǒng)，可將測試中電池的煙氣排出，有效的保障實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。

鋰電池的力學(xué)測試

在滿足強(qiáng)制內(nèi)短路測試要求的同時(shí)，LLOYD LD測試系統(tǒng)還可以兼顧各種高精度的電池力學(xué)強(qiáng)度測試，如鋰電池三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度，抗壓強(qiáng)度，鋰電隔膜拉伸強(qiáng)度、延伸率測量，鋰電隔膜穿刺強(qiáng)度,鋁塑膜的拉伸和穿刺性能等。

LLOYD測試系統(tǒng)專注于各類定制化解決方案，協(xié)助您完成更為專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化和定制化測試，助力鋰電產(chǎn)品的測試和研發(fā)。

更多詳細(xì)方案，請垂詢AMETEK 中國區(qū)辦事處或各地分銷商。

LLOYD材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)（LLOYD材料試驗(yàn)機(jī)）

?LLOYD（勞埃德）測試系統(tǒng)（LLOYD材料試驗(yàn)機(jī)）源自英國，是美國AMETEK（阿美特克）集團(tuán)旗下產(chǎn)品。LLOYD材料試驗(yàn)系統(tǒng)專注于輕工檢測，以讀數(shù)級精度，高達(dá)8000Hz的單通道數(shù)據(jù)采樣率，最高2032mm/min的測試速度廣泛應(yīng)用于世界500強(qiáng)企業(yè)中。

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LLOYD材料測試系統(tǒng)（LLOYD材料試驗(yàn)機(jī)）可準(zhǔn)確、便捷的完成材料拉伸，壓縮，彎曲，穿刺，剝離，撕裂，摩擦，蠕變，松弛，低頻疲勞等多種測試項(xiàng)目。豐富的治具方案可在保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的同時(shí)為用戶提供極大的操作便利性。同時(shí)，作為測控系統(tǒng)的核心，專業(yè)的Nexygen Plus 操作軟件廣受廣大用戶的認(rèn)可。軟件自帶龐大的國際標(biāo)準(zhǔn)庫，除了ASTM, DIN, EN, ISO, JIS等國際標(biāo)準(zhǔn)，用戶也可便捷的自建標(biāo)準(zhǔn)文件。