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TCALIB 锂电池导热系数测试

型号
TCALIB
参数
应用领域:综合
杭州焦耳智能科技有限公司

高级会员1年 

生产厂家

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量热与热分析仪器

杭州焦耳智能科技有限公司是一家专业从事量热仪器研发和销售的高技术企业,专注于化工安全、锂电池、新材料、温度测控等领域。公司拥有一支由多名C9高校毕业博士组成的研发团队 ,现已开发并量产的仪器主要有:绝热加速量热仪、差示扫描量热仪、电池等温量热仪、电池绝热量热仪等。焦耳智能坚持以专业、精准、高效的服务为核心,为客户提供可靠的测试仪器和解决方案。

 

详细信息

锂电池导热系数测试简介:

锂电池热参数测试仪TCALIB 700用于对锂电池电芯热传导相关参数进行测试,为热仿真建模提供准确的基础热物性数据,包括卷芯面向和纵向导热系数,卷芯和外壳接触热阻,总体等效导热系数等。锂电池热参数测试仪用于对锂电池电芯热传导相关参数进行测试,为热仿真建模提供准确的基础热物性数据,包括卷芯面向和纵向导热系数,卷芯和外壳接触热阻,总体等效导热系数等。常规热物性测试方法依赖于解析模型,测温数据少,因此难以支持复杂不规则样品测试。


锂电池导热系数测试特点:

适合各向异性样品:锂电池卷芯的面向和纵向导热系数相差1~2个数量级,TCALIB可同时获取高分辨温度空间分布及其时间演变,减小面向和纵向导热系数的耦合,同时保证两个方向的测试灵敏度;

支持非均质结构:方形锂电池一般采用铝壳,其热参数和卷芯相差1~2个数量级,具有典型的非均质特征,常规方法如稳态法、瞬态平面热源法均不适合;TCALIB内置非均质电池模型,可修正外壳导热影响,且同时评估外壳和卷芯接触热阻;

兼容不同规格电池:支持软包、方形、圆柱形等各种封装,最大电池尺寸700mm;

支持多种冷却模式:包括底部冷却、侧面冷却、顶部冷却等。


锂电池导热系数测试技术规格

 

 

分类

 

指标项

 

 

1

 

测试能力

 

软包·导热系数

 

 

2

 

方形·底面冷却·卷芯导热系数

 

 

3

 

方形·底面冷却·外壳接触热阻

 

 

4

 

方形·侧面冷却·卷芯导热系数

 

 

5

 

方形·侧面冷却·外壳接触热阻

 

 

6

 

方形·顶部冷却·卷芯导热系数

 

 

7

 

方形·顶部冷却·外壳接触热阻

 

 

8

 

方形·总体等效导热系数计算·底部冷却充放电产热升温

 

 

9

 

方形·总体等效导热系数计算·大面冷却充放电产热升温

 

 

10

 

圆柱·底部端面冷却·卷芯导热系数

 

 

11

 

圆柱·底部端面冷却·外壳接触热阻

 

 

12

 

圆柱·总体等效导热系数计算·底部冷却充放电产热升温

 

 

13

 

圆柱·总体等效导热系数计算·外圆冷却充放电产热升温

 

 

14



 

15

 

仪器指标

 

控温范围 (℃)

 

0 ~ 60

 

16

 

面向/轴向导热系数范围 (W/(mK))

 

5 ~ 50

 

17

 

纵向/径向导热系数范围 (W/(mK))

 

0.3 ~ 3.0

 

18

 

最大尺寸·宽度 (mm)

 

700

 

19

 

最大尺寸·方形锂电池高度 (mm)

 

300

 

20

 

最大尺寸·软包锂电池高度 (mm)

 

300

 

21

 

最大尺寸·软包锂电池厚度 (mm)

 

15

 

22

 

最大尺寸·方形锂电池厚度 (mm)

 

80

 

23

 

最大尺寸·圆柱形锂电池直径 (mm)

 

80

 

24

 

热像仪测温空间分辨力 (mm)

 

<0.5

 

25

 

热像仪最高帧频 (Hz)

 

10

 

26

 

热像仪测温实时校正精度 (℃)

 

0.1

 

27



 

28

 

其它参数

 

最大宽度 (mm)(不含配套控制箱、浴槽等)

 

1200

 

29

 

最大长度 (mm)(不含配套控制箱、浴槽等)

 

1200

 

30

 

最大高度(顶盖关闭时) (mm)

 

850/1500

 

31

 

重量(kg)

 

<300 

 

32

 

供电

 

220V,50Hz

 

33

 

主机功率(kW)

 

<0.5

 

34

 

配套浴槽功率(kW)

 

 2.8*2




 

 

锂电池导热系数测试的原理  
锂电池的导热系数通常通过稳态法或瞬态法进行测量。稳态法基于傅里叶导热定律,通过建立稳定的温度梯度来测定材料的导热系数;而瞬态法则通过监测材料在温度变化过程中的响应来计算导热系数。在锂电池导热系数测试中,常用的是瞬态平面热源法,该方法具有操作简便、精度高、适用范围广等优点。  
TPS法的测试原理是在样品表面放置一个平面热源(如电阻丝或加热板),通过给热源施加恒定的功率,使其产生热量并向样品内部传导。同时,使用温度传感器监测样品表面及其周围环境的温度变化。根据温度变化曲线和相关物理模型,可以计算出样品的导热系数。  
样品准备  
样品选择:选择具有代表性的锂电池样品进行测试,确保样品表面平整、无划痕、无油污等杂质。  
样品尺寸:根据测试设备的要求,将样品切割成合适的尺寸。通常情况下,样品应为薄片状,以便于放置在平面热源上并保持良好的接触。  
样品处理:对样品表面进行必要的处理,如清洁、干燥等,以确保测试结果的准确性。对于需要测量多个方向导热系数的样品,还需按照特定方向进行切割和处理。  
安装热源与传感器:将平面热源安装在样品表面,并确保其与样品之间有良好的热接触。同时,在样品表面及其周围布置温度传感器,以监测温度变化。  
测试步骤  
预热设备:打开导热系数测试仪及其附属设备,进行预热和校准,确保设备处于正常工作状态。  
安装样品:将处理好的样品安装在测试台上,确保样品与平面热源和温度传感器之间的接触良好。  
设置测试参数:根据测试需求,设置测试参数,如加热功率、测试时间、数据采集频率等。  
启动测试:确认所有设置无误后,启动测试程序。设备将自动开始加热并记录温度数据。  
监控测试过程:在测试过程中,密切关注设备运行状态和温度变化情况,确保测试顺利进行。如有异常情况发生,应及时停止测试并排除故障。  
结束测试并保存数据:当测试完成后,设备将自动停止加热并保存温度数据。此时,可以关闭设备并断开电源连接。  
数据分析  
数据导出与整理:将测试过程中记录的温度数据导出到计算机中,并进行整理和筛选。去除异常值和噪声数据,确保数据的准确性和可靠性。  
绘制温度曲线:使用数据处理软件(如Excel、Origin等)绘制温度随时间变化的曲线图。根据曲线图的特征,可以初步判断样品的导热性能和热稳定性。  
计算导热系数:根据TPS法的测试原理和相关物理模型,利用温度曲线和测试参数计算出样品的导热系数。具体计算过程可能涉及复杂的数学公式和算法,建议使用专业的导热系数分析软件进行计算。  
结果评估与讨论:对计算得到的导热系数结果进行评估和讨论。分析影响导热系数的因素(如材料成分、结构、密度等),并探讨如何通过优化材料和工艺来提高锂电池的导热性能。同时,将测试结果与文献报道或行业标准进行对比,验证测试结果的准确性和可靠性。  
注意事项  
设备校准:定期对导热系数测试仪进行校准,确保测试结果的准确性和可靠性。校准过程中应使用标准物质进行验证,并遵循设备说明书中的校准步骤和方法。  
样品处理:在样品处理过程中应注意避免对样品造成损伤或污染。特别是对于需要测量多个方向导热系数的样品,应严格按照特定方向进行切割和处理。  
测试环境:测试环境应保持相对稳定,避免温度波动和湿度变化对测试结果的影响。同时,应确保测试区域内无强磁场、电场等干扰源的存在。  
操作规范:在测试过程中应严格遵守操作规范,确保每一步操作都准确无误。特别是在安装样品、设置测试参数和启动测试等关键环节,更应仔细核对并确认无误后再进行下一步操作。  
数据记录与保存:在测试过程中应详细记录每一步操作和测试结果,以便后续分析和讨论。同时,应妥善保存原始数据和测试报告,以备不时之需。

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