HWS绝热热失控

2025-05-14

合肥格朗检测HWS绝热热失控测试:全链条精准检测,筑牢锂电池热安全防线

在新能源汽车年产销突破900万辆、储能装机量迈向300GW的行业背景下,锂电池热失控事故仍以年均15%的增速攀升,成为制约产业安全的核心痛点。合肥格朗检测科技有限公司深耕电池热安全领域,依托国际领先的BAC系列大型电池绝热量热仪,构建覆盖材料研发-电芯设计-系统集成的HWS绝热热失控测试体系,以微米级检测精度与全场景解决方案,助力客户实现热失控风险的"可测、可控、可预防"。

一、HWS绝热热失控测试:解码电池热失控的"黑匣子"

作为国际公认的电池热安全核心检测手段,格朗检测HWS(Heat-Wait-Seek)测试通过三阶段闭环追踪,实现热失控过程的全维度解析:

  • 加热阶段:以3℃/min匀速升温至300℃,模拟外部热滥用场景;

  • 等待阶段:恒温20分钟,监测电池自热稳定性;

  • 搜寻阶段:以0.01℃/min灵敏度捕捉自热信号,触发绝热追踪模式。

核心检测能力:

  • 温度参数矩阵:自放热起始温度(精度±0.5℃)、热失控触发温度(TTR,分辨率0.1℃)、最高温度(Tmax,误差≤1%),如某200Ah高镍电芯实测TTR为198.63℃,较行业平均水平低12℃,暴露材料热稳定性短板。

  • 动力学参数:升温速率(可捕捉0.02℃/min微弱变化)、产热功率(分辨率0.01W/kg),某储能电芯在80% SOC下产热功率达15.2W/kg,较50% SOC状态升高45%,提前预警高荷电风险。

  • 产气分析:配合GC-MS联用技术,检测CO、H₂等12种气体成分,某软包电池热失控时C₂H₂浓度峰值达3500ppm,为防爆设计提供临界数据。

二、硬核设备矩阵:全规格覆盖,精准还原失效场景

格朗检测配备5大核心机型,构建行业最完整的HWS测试平台:

设备型号核心优势典型应用技术参数
BAC-420A高灵敏度检测,适配中小电芯18650圆柱/5Ah软包电池测试腔体420×520mm,自放热检测阈值0.01℃/min,耐压2MPa
BAC-800B大容量密闭腔体,产气全收集300Ah刀片电池/小型模组测试腔体800×520mm,标配压力容器认证,气体收集效率≥98%
BAC-1000A超大尺寸兼容,支持极端工况1500mm刀片电池/储能模组测试腔体1000×1200mm,-25℃低温模拟,针刺速度0.1-100mm/s

安全防护体系:

  • 硬件:3.5mm抗爆箱+爆破片双重泄压,承压能力超越国标1.5倍;

  • 软件:64路红外测温矩阵,实时生成电池表面温度云图,定位极耳焊接等隐性热阻点(如某硬壳电池极耳温差达18℃,优化后降至5℃)。

三、全产业链赋能:从材料研发到系统集成的价值穿透

(一)材料级:破解高镍/固态电池热稳定难题

  • 正极材料筛选:某企业NCM9系正极热分解温度实测202.76℃,较NCM811提升15℃,结合DSC差示扫描量热数据,推动高镍正极量产工艺优化;

  • 电解液安全评估:通过HWS+蒸气压测试,发现某电解液在60℃时蒸气压突破0.8kPa临界值,指导客户调整溶剂配比,热失控气体生成量降低22%。

(二)电芯级:定义热失控临界安全边界

  • 动力电芯测试:某车企800V高压电芯经测试,热失控孕育时间(Δt)从行业平均120分钟缩短至85分钟,推动BMS过充保护阈值从4.4V降至4.35V,实测热失控发生率下降37%;

  • 软包电池专项:独创非接触式导热检测,某聚合物电池横向导热系数0.82W/(m·K),纵向仅0.35W/(m·K),指导铝塑膜厚度从100μm增至120μm,电池组温差从12℃收窄至4℃。

(三)系统级:构建模组热蔓延防控模型

  • 储能集装箱设计:某1MWh储能系统测试显示,单电芯热失控引发模组级蔓延的临界间距为8mm,据此优化导热胶涂布方案,使热蔓延时间从180秒延长至500秒,满足UL9540A标准要求;

  • 汽车电池包认证:协助某主机厂完成GB 38031-2025新国标测试,通过HWS模拟100℃高温下的热失控响应,将电池包热失控预警时间提前至5秒内,成为首批通过该项目认证的企业之一。

四、标杆案例:数据驱动下的安全性能双提升

案例1:某头部动力电池企业——高镍电芯量产安全突围

痛点:8系高镍电芯量产前,热失控触发温度波动±10℃,一致性不足导致认证受阻。

解决方案

  • 采用BAC-420A进行100% SOC全容量测试,精准定位SEI膜分解温度(86.78℃)与电解液还原反应温度(120℃)的重叠区间;

  • 结合产气量数据(CO峰值2000ppm),建议客户调整导电剂配方,最终热失控触发温度一致性控制在±2℃,量产良率提升至99.2%。

案例2:某储能龙头企业——280Ah磷酸铁锂电芯热管理优化

痛点:储能电站现场频发热失控预警误报,亟需建立精准的早期预警模型。

技术突破

  • 通过BAC-800B模拟不同SOC下的绝热温升,发现30% SOC时产热功率突变点(5.8W/kg)与H₂浓度(1500ppm)的强相关性;

  • 输出"温度-产气-压力"三维预警阈值,协助客户开发的BMS系统将误报率从45%降至8%,相关成果入选《储能电池安全白皮书》。

案例3:某高校科研团队——半固态电池热失控机理突破

研究成果

  • 利用BAC-420A的低温模块(-25℃)与气氛模拟功能,首次发现固态电解质界面(SEI)在低温下的分解路径差异;

  • 通过HWS模式捕捉到新型隔膜材料使热失控延迟30%(从190分钟延长至247分钟),相关论文发表于《Journal of The Electrochemical Society》,被引用超200次。

五、服务优势:不止于检测,更懂行业痛点

1. 全流程定制能力

  • 预处理:支持0%-100% SOC精准控制,提供针刺/过充/低温等12种滥用场景组合测试;

  • 数据交付:除CNAS认证报告外,额外提供热失控过程动态视频、三维热流反演模型(误差≤3%),某客户据此缩短热管理系统研发周期40%。

2. 标准合规专家

  • 深度解读GB/T 36276-2018、UN 38.3等12项国内外标准,协助客户完成CATL、ATL等供应链准入测试;

  • 针对欧盟新电池法(2024),推出"热失控气体环境影响评估"专项服务,检测项目覆盖CO₂等效排放系数等前沿指标。

3. 产学研协同平台

  • 联合中国科学技术大学、中科院物理所建立"电池热安全联合实验室",共享50+项专利技术;

  • 定期举办行业沙龙,发布《锂电池热失控白皮书》,累计影响超5000家产业链企业。

结语:让热失控风险"可见、可测、可控"

从实验室研发到规模化量产,格朗检测HWS绝热热失控测试始终以"微米级精度、全场景覆盖、全周期赋能"为核心,已累计服务宁德时代、比亚迪、阳光电源等300+行业标杆,完成超2000例复杂工况测试,数据采信率达98%。

在锂电池能量密度突破300Wh/kg的今天,格朗检测以精准数据为笔,在"安全"与"性能"之间绘制最优曲线,助力每一颗电池在极端环境下稳定运行,让清洁能源的每一度能量,都释放得更安全、更可靠。

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