基础信息Product information

产品名称：H.E.L BTC-500电池绝热加速量热仪ARC

产品型号：

更新时间：2025-12-31

产品简介：

H.E.L BTC-500电池绝热加速量热仪ARC- Accelerating Rate Calorimeter
Battery Testing Calorimeters进行材料热分解和电池热失控测试时，可同步获取相应的气体压力数据，该数据可以用于电池热失控行为建模。可以检测电池内组分分解的连续起始温度，并估算所释放的热量，进一步揭示电池内的热失控反应机理。

产品特性Product characteristics

“精"——上海市先JIN企业!

“专"——专注工业测试十六年!

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H.E.L BTC-500电池绝热加速量热仪ARC- Accelerating Rate Calorimeter

Battery Testing Calorimeters

到目前为止，很多事故都会涉及电池。

电池相关的事故带来了显著的危害，包含经济损失和人员伤亡！

案例 2013年1月16日，全日航空波音787-8二氧化锰锂电池热失控。 导致全日航空全部波音787型号飞机停飞

电动汽车安全事故：由于过热，碰撞及其他误操作原因等导致电池热失控。

其他的电池相关事故涉及了日常消费品，如笔记本电脑，手机等。

BTC-500

传统 ARC

• 常规ARC 通过辐射加热器，以及四周加热器，让绝热墙壁与样品温度一致，创造绝热环境。

高性能加速量热仪 PhiTEC 1 ARC

• HEL热损失功率补偿（HLC）绝热技术

• 热传导、热传导是固体热传递的主要方式。在气体或液体等流体中，热的传导过程往往和对流同时发生。

• 热对流：热对流（thermal convection）是指流体内部质点发生相对位移的热量传递过程

• 热辐射：物体由于具有温度而辐射电磁波的现象,称为热辐射。一切温度高于零度的物体都能产生热辐射，温度愈高，辐射出的总能量就愈大

热损失与热传导，热对流，热辐射系数相关，不同尺寸的样品，在不同的温度梯度下，热辐射系数都不一样，温度越高，热辐射强度越大，热辐射强度与距离的三次方成反比，比如距离样品0.4m辐射源强度为1的话 ，样品为处辐射强度就是六十四分之一。所以，当样品尺寸发生时，需要用标准铝块去标定。

热量的传递

HEL热损失功率补偿校准技术

热损失功率补偿模型

HEL热损失功率补偿校准技术

HWS台阶平稳

电池绝热加速量热仪能做什么？ 用BTC-500发表的论文情况

实验步骤：

1、记录电池初始状态；调电态：在室温下， 1/3C充电至 3.65V，恒压至 0.05C ，充电后静置5h；

2、使用铝箔胶带将加热丝、热电偶固定在电池上；

3、将固定有加热丝和热电偶的电池，悬挂于绝热腔盖上，使用螺栓密封绝热腔；

4、测试程序：使用HWS程序，初始标定时间为360min，初始温度50℃，确认绝热标定时间为20min，每一段的升温为5℃，Adjust时间为60min，Search时间为10min，dT/dt>0.02℃/min；

检测要求：

1. 电芯初始状态外观、重量(去皮)、电压、内阻；

2. 电芯热失控温度/电压-时间曲线获得；

3. 温升速率-温度曲线；

4. T1（自放热起始温度）、T2（热失控触发温度）、T3（热失控过程中温度，所有热电偶位置）、 T破口（防爆阀开启温度） ；

5. 电芯热失控过程电芯表面T1-T10温度、电压监控；

6. 腔体内压强-时间曲线；

7. 产气量、峰值产气速率、平均产气速率计算

8. 腔体温度/样品温度-时间曲线

9. 气体成分及含量测试

10. 电芯热失控结束后电池外观及重量

11. ARC默认录像

电池绝热加速量热仪常见谱图 用BTC-500发表的论文情况

1. T1（dT/dt≥0.02℃/min）开始温度为85.03℃，对应时刻为1368.8min；

2. T2（dT/dt≥1.0℃/min）温度为186.19℃，对应时刻为3233.7min；

3. T破口在164.3℃时，对应时刻为3089.9min，电芯温度下降，推测为防爆阀启动，电解液喷出所致；同时电芯电压骤降；

4. T3热失控温度为350.1℃，对应时刻为3243.8min；

电池绝热加速量热仪常见谱图 用BTC-500发表的论文情况

1、安全-符合 实验室EHS要求

电池热失控过程防爆箱外部和内部视频画面

2、每个HWS自动校准，确保测试全程绝热

3、满足大尺寸电池趋势的测试需求

软包磷酸铁锂电芯尺寸580±0.6mm/(103.4+0.6/-0.2mm)/14.8±0.3mm以内，测试设备尺寸满足整只电池放入。

1、监控电芯正负极电压，大面温度、防爆阀温度、侧面温度、底部温度、环境温度。

2、测前后称重，测电压与内阻，拍电芯测试前后及装置照片

3. 室温下，以1/3C电流恒流充电至截止电压3.8V，再用0.2C恒流充电至3.8V ，搁置30min。记录电池初始状态：单体电池OCV、ACR、重量、厚度、外观、样品编号，试验照片。

4. 布置温度线（大面温度、防爆阀温度、侧面温度、底部温度、环境温度），使用玻璃纤维胶带将加热丝、热电偶固定在电池上（拍摄此时电芯完成照片）：

5. 将固定有加热丝和热电偶的电池用夹板固定，悬挂于绝热腔盖上，使用螺栓密封绝热腔：

6. 使用HWS程序测试(采样频率0.1s)：

a. 电芯调节至初始温度45℃(ARC判定热电偶),调节过程为：加热丝加热电芯，箱体追踪升温：

b. 标定建立绝热过程，时间240min: （保持电芯与环境温度不发生热交换）

c. Wait 30min：确保电芯表面温度均匀， 且电芯与环境温度不发生热交换：

d. Search 10min: 搜索电芯是否放热，放热速率≥0.02°C/min (Note：机构推荐值）

e. 标定确认绝热过程，时间10min（保持电芯与环境温度不发生热交换）

f. Heat：步阶升温5℃；调节过程为：加热丝加热电芯，箱体迫踪升温：

g. Wait 30min ： 确保电芯表面温度均匀，且电芯与环境温度不发生热交换：

h. Search 10min ：搜索电芯是否放热，放热速率≥0.02°C/min 。

i. Cycle 工步e-h直到Search过程中放热速率≥0.02°C/min;

j. 箱体追踪升温，若放热速率＜0.01 °C/min ， 回到工步b重新建立绝热过程；

k. 箱体追踪升温一直到电芯失效：

7. 收集气体， 使用GC对气体进行分析：

a.在自放热反应（放热速率三0.02°C/min ）开始时， 抽取气体G1 C～2mL／袋）

b.腔体冷却后充氮到l.12bar， 依次收集3袋气体G2-G4 C～2mL／袋>， 收集时间为2s， 间隔为5s

绝热 HWS模式测试及在线校准模式。

兼具 Adiabatic/HWS/Ramp/isothermal /Single HWS

紧凑的设计(台式设计)

安全可靠的样品容器

可选附件:

可编程充电/放电功率设置

手套箱中隔绝空气环境测试。

Cp比热测试附件

短路测试模块

穿刺测试模块

为了保证在绝热条件下操作, BTC-130使用监视加热器消除样品（非测试池）和测试池之间的温差。

测试池内部的热电偶直接测试样品的温度，而不是测试样品池表面的温度。

放热起始温度测试

压力增加测试

绝热 DT测试

反应速率到达时间 (TMR)

反应动力学数据

粉末、液体样品设置

绝热操作模式可以提供详细的热失控评估数据。

在这个部分In these, 控制监控加热器来防止任样品和测试池之间的何温度梯度从而维持绝热条件。

可提供多种ARC绝热测试模式:

Heat-Wait-Search + adiabatic track

Closed can heating + adiabatic track

Iso-aging + HWS + adiabatic track

Ramp

HWS 是常用的. 在这里, 样品以小步长加热(Heat) ，每次都跟随着等待时间(Wait) ，搜寻(Search) 直到样品自放热被检测到. 这时，绝热条件下的热失控被追踪到。

粉末、液体样品绝热测试

直接检测样品温度：普通ARC仅能检测测试池外壁的温度，而PhiTEC具备直接检测样品温度的技术。

PhiTEC采用热电偶直接接触法，对样品放热的检测灵敏度大为提高，使Onset（放热反应起始点）的探测受PHi值影响更低，检测灵敏度更好，从而使得化学品爆炸性等安全评估数据更加准确可靠，尤其是对于有气体参与/产生的反应 。

• Calibrate作用：

采集过程温度数据，控制腔体温升，确保样品在下一个台阶温升结束后，处于绝热状态。

软件控制加热量及自动计

算Cp，不同电池形状可配置不同适配器

针刺附件：国标针型，0.01mm-100mm/min

H.E.L BTC-500电池绝热加速量热仪ARC- Accelerating Rate Calorimeter

Battery Testing Calorimeters

第三代BTC-500 大电池绝热量热仪

到目前为止，HEL品牌电池量热仪，总共进行了两次技术更新。

BTC-350 BTC-500

绝热 HWS模式测试及在线校准

针穿刺测试附件

可编程充电/放电功率设置

急速制冷及充气模块

Cp 比热测试附件

短路测试

低温测试：-40摄氏度(循环器)

样品仓内部记录摄像机

自动气体取样

温场分布测试

FTIR /GC原位气体分析测试

 样品仓: 500mm , 500mm 

BTC-500

尺寸规格 WxDxH： 1400 x 1300 x 1955 mm

密闭腔体，满足

惰性气氛条件

实现多阶段

的气体采集

及分析、

在线气体分析质谱 MS

进气电磁阀

出气电磁阀

LED灯光线调节器

主腔体(底部及侧壁)

密封充放电柱(<250A)

LED灯光

LED降温风扇

顶盖

工作指示灯

压强传感器

摄像头及冷却风扇

进气口

出气口

电压信号采集线

泄压阀(0.7~1.5Bar)

MCP/HWS口

泄压口

出气口

缓冲瓶

底部及侧壁热电偶

限位器

顶盖限位压板 顶部热电偶

BTC-500 标准电池量热仪

• 操作温度温度： 室温-500 ℃ （低温通过外接低温循环器实现）

• 测试池: 500mm Æ , 500mm h (可用于检测直径450mm高度450mm的电池等样品，兼容580mm以内 刀片电池)

• 操作安全 ：坚固的多层超厚不锈钢外壳结构 紧凑的设计，防爆片及自动泄压机械安全，软件自控快速急冷、手动紧急停机等功能。

• 主机具备进气接口和出气接口，电磁阀控制。

• 工作指示灯,符合工业标准

• LFP 300Ah 以上储能电池测试。

在 BTC 中，通过设计合理、运行良好的绝热实验，可测得导致电池热失控的环境温度 测试过程：对电池/电池组进行逐步升温，通过标准的“加热-等待-探测"（H-W-S）过程 可测得其自放热反应起始温度，即可确定安全工作温。

HWS 模式测试

实时在线绝热校准

量热仪 60℃开始绝热控制自动校准, Exothermal 1 弱放热可能是SEI 膜破损放热及隔膜融化吸热等作用的综合结果；Exo1 放热终止后， 量热仪再次自动校准；Exothermal 2 是由于电池材料自加速分解反应导致的电池温度急剧上升即热失控，电池最终剧烈爆炸

dT/dt

对温度的超

高灵敏度

破坏性穿刺测试

自动针刺马达：

速度可设定：0.01mm-10cm/min

针刺深度可设定

GB国标针类型

可通过软件控制穿刺速度及深度，模拟“物理"滥用

可见光摄像功能配合 HEL 软件，可实现测试 电池样品

状态的实时显示及影像记录。

电池测试过程实时监控

电池比热测定——热卡消耗的量化

304 不锈钢样品质量为1533g，含铝胶带及标定加热器的样品质量为1542g

测试结果 MCp = 786.035 J/K，校正(扣除铝胶带MCP)后MCp1 = 778.115 J/K

则Cp = 778.115 / 1533 = 0.5076 J/g·K

以304不锈钢比热文献值 Cp = 0.502计，相对偏差为 1.08%

一、低温Cp 测试：

1、 -40℃ 升温。

2、腔体内配置冷却盘管，可以使用外部

低温循环器控制低温恒温。

3、低温恒温循环器温度范围，-45℃-250℃。

二， 低温放热量测试 Q用于电池模拟仿真设计

低温测试过程控制

标准样品低温标定绝热测试

0.33C @ 0℃ 放电

0.16C @ 0℃ 充电

低温比热容

低温测试方法：

1、Adiabatic方法(可快速测试)

2、HWS方法

软包电池绝热模式

102Ah 811体系电芯热失控

1）将加热电阻片夹在试验样品中间，确保加热电阻片产生的热量全部被试验样品吸收；

2）对电池进行封装，在试验样品外表面的几何中心处粘贴温度传感器；

3）连接加热电阻片与直流电源，将试验样品悬挂于绝热加速量热仪的绝热仓内，封闭绝热仓；

4）设定加速量热仪参数:起始温度设定为10℃，终止温度为55℃:开启程序，保证试验样品处于绝热环境；

5）热环境中，利用加热电阻片，对试验样品进行恒功率加热；

6）根据仪器给出的MCp计算试验样品的比热容值，比热容Cp(J/kgK)。

测试次数 子编号 是否贴片电池 电池初始质量(g) 初始时质量(g) MCp(J/K) Cp(J/kgK)

贴片电池：将加热片直接贴在电池表面

比热容温度区间：25~55℃

三元电芯比热容平行测试

气体收集及产气量测试

顶盖采集气体，高效便捷，准确气体分析。

winISO 软件智能控制自动取样阀，可对热失控过程中产生的气体进行采样， 也可将气体转移到气相色谱仪等分析仪器

根据PV=nRT，假设任意时刻的电芯温度与气体温度相同，则任意时刻的n*R=P*98/T。由于n*R对于不同温度时相同的，因此，换算为常温常压的体积All Volume=n*R*298.15/常压。相较于前一时刻增加的体积为相邻两个时刻ΔTime的Gas Volume差值ΔV，产气速率Gas Generation= ΔV/ΔTime。

1. 热失控前，164.3℃时，腔体内压强上升，原因是防爆阀启动破口导致，对应时刻为3089.9min；

2. 热失控后，腔体内压力迅速上

升，压力值2.21bar；

腔体内压强-时间曲线

腔体压强对时间

102Ah 811体系电芯热失控

腔内压强下降的原因是由于客户采气，并释放腔体内压力

采气

采气

失控前

失控后

失控前

产气速率计算

原理：

• 运用理想气体状态方程PV=nRT，获取电芯失控时的产气速率及产气体积

计算过程：

1. 针对HEL的BTC-500，密闭状态下，腔体内固有体积为V0；

2. 假设失控后，某一时刻(t1)的压强为P1，检测点温度为T1，n1=P1V0/RT1；

3. 下一时刻(t2)的压强为P2，检测点温度为T2，n2=P2V0/RT2；

4. 时间差为Δt= t2 – t1；

5. 基于物质守恒及Pack喷发时的常压情况，将物质的体积换算为常温(Tst)常压大气压(Pst)体积:

6. V1=n1RTst/Pst， V2=n2RTst/Pst， ΔV=V2-V1；

7. 产气速率=ΔV/ Δt；

8. 产气总体积ΔV max=Vmax-V0

必要装置：

1. 密闭腔体，且体积已知；

2. 快速温度采集(>10Hz)；

3. 快速腔体内压强采集(>10Hz)；

密闭腔体

气体温度检测热电偶

气压计

计算实例：

117Ah电芯绝热热失控

结论：

1. 产气体积为315.25 L

2. 产气速率为138.8 L/s

一、氮气吹扫功能

1、 紧急控制反应失控。

2、试验后吹扫有毒气体及粉尘。

3、防爆腔体包含泄放阀及爆破片

4、可以通入特定惰性气体进行测试。

二、多个外置功能性接口，保证绝热。

1、独立内阻仪设备接口

2、独立电压测试接口

3、独立膨胀计测试接口

BTC-500快速冷却及吹扫功能

• 特点一： 大尺寸，大容量样品

软包磷酸铁锂电芯尺寸580±0.6mm/(103.4+0.6/-0.2mm)/14.8±0.3mm以内，测试设备尺寸满足整只电池放入。

1、监控电芯正负极电压，大面温度、防爆阀温度、侧面温度、底部温度、环境温度。

2、测前后称重，测电压与内阻，拍电芯测试前后及装置照片

3. 室温下，以1/3C电流恒流充电至截止电压3.8V，再用0.2C恒流充电至3.8V ，搁置30min。记录电池初始状态：单体电池OCV、ACR、重量、厚度、外观、样品编号，试验照片。

4. 布置温度线（大面温度、防爆阀温度、侧面温度、底部温度、环境温度），使用玻璃纤维胶带将加热丝、热电偶固定在电池上（拍摄此时电芯完成照片）：

• 特点二： 软包电池测试

5. 将固定有加热丝和热电偶的电池用夹板固定，悬挂于绝热腔盖上，使用螺栓密封绝热腔：

模拟实际工况，避免软包电池胀气带来的热电偶测试不准确。

• 6. 使用HWS程序测试(采样频率0.1s)：

• a. 电芯调节至初始温度45℃(ARC判定热电偶),调节过程为：加热丝加热电芯，箱体追踪升温：

• b. 标定建立绝热过程，时间240min: （保持电芯与环境温度不发生热交换）

• c. Wait 30min：确保电芯表面温度均匀， 且电芯与环境温度不发生热交换：

• d. Search 10min: 搜索电芯是否放热，放热速率≥0.02°C/min (Note：机构推荐值）

• e. 标定确认绝热过程，时间10min（保持电芯与环境温度不发生热交换，确保后续的绝热控制）

• f. Heat：步阶升温5℃；调节过程为：加热丝加热电芯，箱体迫踪升温：

• g. Wait 30min ： 确保电芯表面温度均匀，且电芯与环境温度不发生热交换：

• 特点三： 严谨的绝热及在线测试

• h. Search 10min ：搜索电芯是否放热，放热速率≥0.02°C/min 。

• i. Cycle 工步e-h直到Search过程中放热速率≥0.02°C/min;

• j. 箱体追踪升温，若放热速率＜0.01 °C/min ， 回到工步b重新建立绝热过程；

• k. 箱体追踪升温一直到电芯失效：

• 7. 收集气体， 使用GC对气体进行分析：

• a.在自放热反应（放热速率三0.02°C/min ）开始时， 抽取气体G1 C～2mL／袋）

• b 气体采集更换，例如配备多口的阀门，手动控制电磁阀等.腔体充氮到l.12bar， 依次收集3袋气体G2-G4C～2mL／袋>， 收集时间为2s， 间隔为5s;

• 特点四： 气体采集测试

1、将双盐电解质的5 Ah NCM523/G软包电池放置在ARC（BTC500，HEL）的腔体中，并使用典型的HWS模式来研究软包电池的热失控特性。在ARC的HWS模式下，腔体内置摄像头捕捉到从软包电池中快速喷出的烟雾和火焰（100%SOC，化成后）；

2、与双盐电解质相比，基于LiPF6的软包电池显示出较低的自热温度(Tonset)、热失控温度(Ttr)，因此可以得出结论：

双盐电解质具有更高的热稳定性；

3、值得一提的是，之前的大多数电池

热失控研究都集中在满充状态的电池(100% SOC)上，而满放状态的电池(0%SOC)是否存在热失控仍未研究。然而在这份工作中，当使用双盐电解质的5 AhNCM523/G软包电池循环一个化成周期（0% SOC）时，在ARC相同的测试条件 下 热 失 控 发 生 （ Tonset=141 ° C ，Ttr=199 °C，Tmax=280 °C），说明在0% SOC下也会存在热失控；

4、在不同的SOC状态下，化成后的软包电池都会发生热失控，并且高SOC状态的软包电池表现出更快和更严重的热失控现象。

电池热失控机制分析

测试5 Ah NCM523/G软包电池（100% SOC，化成后）得到的温度曲线

软包电池热失控机制分析

1、软包电池的表面温度在充电和放电过程中都会增加。在0.5 C倍率下，充电过程中产生的总热量（19.5°C, 1.9 kJ）远高于放电过程（6.3°C, 0.6 kJ）；

2、在不同的倍率下，充电和放电过程中的自加热率曲线是对称的，证明产生的热量主要由不可逆焦耳热和可逆电化学反应热组成，可逆电化学反应热在低倍率下占总热量的主导地位，而不可逆的焦耳热在高倍率下占总热量的主导地位；

3、总之，高效智能的电池热管理系统的设计必须综合考虑工作温度、SOC、充放电电流密度和充放电制度对产热的影响。

充放电操作期间的产热

图6. （a）在ARC设备绝热模式下（初始温度30°C），5 Ah NCM523/G软包电池以0.5 C倍率充放电时的电压曲线、温升和释放能量；（b）等温条件下（30 °C），5 Ah NCM523/G软包电池以0.5 C倍率充放电时的电压曲线、热释放功率和释放能量；（c）5 Ah NCM523/G软包电池在 0.5C倍率下充放电时测定的总发热功率、可逆发热功率和不可逆发热功率；（d）新电池和循环（400次循环）后电池在不同速率下的发热功率。

案例一 、检测要求：

1. 电芯初始状态外观、重量(去皮)、电压、内阻；

2. 电芯热失控温度/电压-时间曲线获得；

3. 温升速率-温度曲线；

4. T1（自放热起始温度）、T2（热失控触发温度）、T3（热失控过程中温度，所有热电偶位置）、T破口（防爆阀开启温度） ；

5. 电芯热失控过程电芯表面T1-T10温度、电压监控；

6. 腔体内压强-时间曲线；

7. 产气量、峰值产气速率、平均产气速率计算

8. 腔体温度/样品温度-时间曲线

9. 气体成分及含量测试

10. 电芯热失控结束后电池外观及重量

11. ARC默认录像

实验步骤

加热丝

ARC及数采仪热电偶布点及加热丝位置如图所示；

ARC判定用热电偶(背面也有)

10#：环境温度

防爆阀

1. 1#及4#布置于电芯极耳与极柱的焊点处

2. 3#位于防爆阀边缘，2#位于防爆阀上面3cm

3. 5#、 6#、7#、 8#、9#位于所在面的几何中心处

4. 10#为环境温度

1、记录电池初始状态；调电态：在室温下， 1/3C充电至 3.65V，恒压至 0.05C ，充电后静置5h；

2、使用铝箔胶带将加热丝、热电偶固定在电池上；

3、将固定有加热丝和热电偶的电池，悬挂于绝热腔盖上，使用螺栓密封绝热腔；

4、测试程序：使用HWS程序，初始标定时间为360min，初始温度50℃，确认绝热标定时间为20min，每一段的升温为5℃，Adjust时间为60min，Search时间为10min，dT/dt>0.02℃/min；

热失控结论：

1. 电芯在实验过程中自放热起始温度（T1）约为85.03℃（ 1368.8min） ；

2. 电芯在实验过程中热失控触发温度（T2）为186.19℃（ 3233.7min ）；

3. 泄压温度（防爆阀开启温度）为164.3℃（3089.9min）;

4. 电芯在实验过程中达到温度（ARC采集到的）为350.1℃（ 3243.8min ），所有测温点中温度点为T6点459.1℃（3245.6min）；

5. 热失控后的质量剩余为2451.0g，质量损失率约为18%；

6. 压强为2.21bar；

7. 经计算热失控产气49.3L，热失控产气速率在3243.5min时达到值5.8L/s，热失控起始到峰值间平均产气速率93.2L/min；

编号 #

初始重量(g) 3009.2

去皮重量（g） 2997.7

初始电压(V) 3.01889

初始内阻(mΩ) 0.3684

满电电压(V) 3.42403

满电内阻(mΩ) 0.3288

电芯安装状态

热失控后电芯状态

热失控后电芯状态

热失控状态（视频）

自放热（dT/dt≥0.02℃/min）开始温度为85.03℃，对应时刻为1368.8min；

dT/dt≥1.0℃/min温度为186.19℃，

对应时刻为3233.7min；

在164.3℃时，对应时刻为3089.9min，电芯温度下降，推测为防爆阀启动，电解液喷出所致；

在164.3℃时，对应时刻为3089.9min，电芯电压骤降；

ARC判定热电偶监控到的热失控温度为350.1℃，对应时刻为3243.8min；

热失控曲线及电压监控曲线

1. 热失控前，164.3℃时，腔体内压强上升，原因是防爆阀启动破口导致，对应时刻为3089.9min；

2. 热失控后，腔体内压力迅速上升，压力值2.21bar；

腔体内压强-时间曲线

产气速率&产气量计算

• 根据PV=nRT，假设任意时刻的电芯温度与气体温度相同，则任意时刻的n*R=P*98/T。由于n*R对于不同温度时相同的，因此，换算为常温常压的体积All Volume=n*R*298.15/常压。相较于前一时刻增加的体积为相邻两个时刻ΔTime的Gas Volume差值ΔV，产气速率Gas Generation= ΔV/ΔTime。

Time(min) Pressure（bar） Temperature(℃) nR=PV/T(标准单位制) 常压常温体积=nR*298.15/1.02/100000*1000)（L） ΔV(L) Δt(s) 产气速率(L/s)

经计算产气49.3L，产气速率5.8L/s;

（表格数据较多，请放大后查看）产气速率

1、热失控过程中产气速率在3243.5min时达到值5.8L/s;

2、从3243.396min热失控明显产气开始，到3243.659min达产气量截止，期间产气约24.5L，平均产气速率93.2L/min；

热失控

自放热腔体气体分析 （1）

热失控气体分析（1）

热失控气体分析（2）

热失控气体分析（3）

比热容-安装状态

1. 测试铝板比热容，用于计算校正系数；

2. 将加热电阻片夹在电芯试验样品中间，确保加热电阻片产生的热量全部被试验样品吸收；

3. 对电池进行封装，在试验样品外表面的几何中心处粘贴温度传感器；

4. 连接加热电阻片与直流电源，将试验样品悬挂于绝热加速量热仪的绝热仓内，封闭绝热仓；

5. 设定加速量热仪参数:起始温度设定为T0，终止温度为T1(T0<T1)；开启程序，保证试验样品处于绝热环境；

6. 绝热环境中，利用加热电阻片，对试验样品进行加热，采集加热片的实时电压及电阻，用以计算产生的热量；

7. 通过公式∫ 𝑑𝑡 = 𝑀𝐶(∆𝑇，计算试验样品的比热容Cp(J/kgK)，其中U(t)为加热片的实时电压（V），R为加热片的电阻值（Ω），M为电池/铝块的总质量（kg）， ∆T为加热过程中电池/铝块的温升（K）。

案例二、 电芯热失控测试

测试数量：电芯

电芯规格：60Ah

单体电芯尺寸：IXP

1、目的

（1）热失控行为测试、比热容、绝热温升

（2）气压、气体释放量、排气速率、气体成分测试

（3）固体释放量、固体成分测试

2、测试电芯

尺寸545/87/86，约890g

3、测试条件

 测试设备：Arc

 电芯电压：用0.5C恒流恒压充电至4.3V，0.05C；

 气氛：氩气；

 绝热温升：1C放电/充电：位置T2

 触发热失控方式：

 （1）将电芯以恒定功率加热至40℃，并保持240min；（2）每次升温5min，保持30min，再保持 10min 用 于 判 定 ， 当 电 池 温 升 速 率 ＞0.03℃/min时判定为开始电芯自加热，不再外部加热；（2）环境温度跟随电池温度上升，保持绝热状态，直至电池发生热失控。

 采集数据：电压、温度、气压

 电芯放置方式：电芯喷码反放、用夹板夹住，扭力0~1N；竖直吊在Arc内。

 感温线布置：共12个，电芯喷码面3个，负极耳1个，电芯四周7个，气压传感器处1个。

4、输出要求

（1）电压、气压、温度原始数据；

（2）录像；

（3）测试前电芯、传感器在设备中摆放的照片，电芯测试后的照片；

（4）测试前后电芯质量、喷出粉体的质量；

（5）GC测试刚结束时的气体成分；

（6）喷出粉体、电芯中残留粉体的SEM、用XRD测试的粉体成分，用EDS测试的成分和比例；注意：粉体不太均匀，需要研磨后测试。

（7）测试后电芯和粉体寄回。

5、其他要求：

（1）测试过程中不泄压。预估压强2.5~3.0bar；

（2）电压、温度、气压、录像起始相同；

（3）采样间隔：电压的采样间隔是0.5s

（4）温度、气压的采样间隔：10ms