等温量热与绝热量热在锂电池充放电产热测量中的对比研究

2025-05-19

一、研究背景与实验设计

1. 核心问题与仪器原理

锂离子电池充放电过程中的热效应（反应热、极化热等）直接影响其安全性与寿命。本研究对比两种主流量热技术：
       ▶ 等温量热仪（BIC-400A）：通过电功率补偿维持恒温，直接测量产热功率
       ▶ 绝热加速量热仪（BAC-420A）：追踪绝热温升，计算产热量与比热容
       两者原理差异如图1所示：

2. 实验方案

样品与设备：
       - 18650三元电池（NCM, 2000mAh）、50Ah方形磷酸铁锂电池
       - BIC-400A等温量热仪（控温30℃/50℃）
       - BAC-420A绝热加速量热仪（起始温度30℃）
       - 测试工况：0.33C~1C充放电，恒压恒流模式

二、实验结果与对比分析

1. 比热容测定

利用BAC-420A测得电池平均比热容为：
       - 18650电池：1125.95 J/(kg·℃)
       - 方形电池：808 J/(kg·℃)

2. 产热功率对比

如图3所示，两种仪器测得的产热功率趋势一致，但等温量热存在滞后性（装样方式导致）：
       ▶ 1C放电时，绝热法产热量（1123.23J）低于等温法（1408.05J）
       ▶ 低倍率充电（0.33C）时，绝热法产热量（6291.79J）高于等温法（5358.45J），可能因吸热未被有效追踪

3. 数据统计与规律

表1 18650电池产热量对比（30℃）

工况	绝热法（J）	等温法（J）
0.5C充电	675.73	772.46
1C放电	1123.23	1408.05

三、合肥格朗检测服务优势

基于上述研究，合肥格朗检测提供**双模式量热测试服务**，精准匹配不同应用场景：

• 等温量热：适合高精度产热功率实时监测，分辨率达0.1mW

• 绝热加速量热：支持全温域绝热温升追踪，覆盖-30℃~65℃

• 一站式分析：同步提供比热容、导热系数、热失控产气等配套测试