电池包针刺试验是模拟电池包被尖锐物体刺穿时的安全性能,评估其是否会发生热失控、起火或爆炸,是电池安全测试的重要项目,广泛应用于动力电池和储能电池的质量验证。
试验装置需符合特定要求,针刺用钢针直径为 3-8mm(常用 5mm),针尖角度为 30°-60°,钢针硬度不低于 HRC50,确保穿刺过程中不发生弯曲或断裂。穿刺速度控制在 10-40mm/s,可根据电池包的厚度和结构调整,通常采用 20mm/s 的速度,模拟尖锐物体缓慢刺入的场景。
测试前,将满电状态的电池包置于测试台上固定,确保穿刺过程中电池包不会移动。根据电池包的结构,选择穿刺位置,通常为电池包的中心区域,或最可能被刺穿的部位(如单体电池之间的间隙),部分标准要求进行多点穿刺,以全面评估安全性。
穿刺时,钢针从垂直于电池包表面的方向刺入,刺入深度需达到电池包厚度的 3/4 以上,或刺穿至少 3 个单体电池,停留 10 分钟后将钢针缓慢拔出。测试过程中,需实时监测电池包的温度、电压变化及是否出现起火、爆炸、漏液等现象。通过热电偶传感器记录穿刺点周围 5cm 范围内的温度,若温度超过 150℃或升温速率超过 10℃/min,需密切关注是否发生热失控。
根据测试结果,将电池包的针刺安全性分为不同等级:无起火、无爆炸、无漏液为 A 级;有漏液但无起火、爆炸为 B 级;有小火但 30 秒内自行熄灭为 C 级;起火超过 30 秒或发生爆炸为 D 级。符合安全标准的电池包需达到 A 级或 B 级。测试结束后,需对电池包进行拆解分析,检查内部短路位置、隔膜破损情况及电解液泄漏路径,为改进电池包的结构设计提供依据。
针刺试验需在通风良好的防爆测试舱内进行,配备灭火装置和气体收集系统,防止有毒气体扩散,确保测试人员安全。同时,测试后的电池包需按照危险废物处理标准进行处置,避免环境污染。
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