大电池绝热量热仪BTC-500在GB/T 36276-2023及GB/T 36276-2018中的应用案例

大电池绝热量热仪BTC-500在GB/T 36276-2023及GB/T 36276-2018中的应用案例

摘要：国家市场监督管理局和国家标准化管理委员会于2023年12月28日发布新版GB/T 36276-2023《电力储能用锂离子电池》，并于2024年07月01日起正式实施。新版GB/T 36276-2023是GB/T 36276-2018版本的更新与替代，新国标基于市场发展、技术发展，对储能应用的锂离子电池性能提出了更多、更高的要求。

本应用案例展示了大电池绝热量热仪BTC-500在新版GB/T 36276-2023测试要求下的能力验证，充分说明了BTC-500产品满足新国标对于电池测试的试验要求。

国标要求:

GB/T 36276-2023 绝热温升试验描述

6.7.4.1 绝热温升特性试验
电池单体绝热温升特性试验按照下列步骤进行：

a)                      将按照 6.2.4.1.1完成了初始化充电的试验样品置于绝热模拟装置内，连接温度数据采样线；

b)                      设置绝热模拟装置试验起始温度为 40 ℃、试验温升步长为5℃、试验终止温度为 130 ℃、温度数据采样周期为 0.01 min；

c)                      加热试验样品至表面温度达到 40 ℃时保持当前温度，静置5 h，记录时间、温度；

d)                      继续加热试验样品至表面温度达到 45 ℃时保持当前温度，静置1h，记录时间、温度；

e)                      控制试验装置恒定当前温度 20min，记录时间、温度，计算温升速率；

f)                      以5℃为步长逐次递增试验样品表面温度至130℃，重复步骤 d)~e)；

g)                      停止加热，待试验样品表面温度恢复至室温，拆除数据采样线，取出试验样品；

h)                      记录试验现象，包括膨胀、漏液、冒烟、起火、爆炸、外壳破裂及破裂位置；

i)                      重复步骤 a)~h)至所有试验样品完成试验。

GB/T 36276-2018 绝热温升试验描述

A.2.8 绝热温升试验
电池单体绝热温升试验按照下列步骤进行：

a)                      电池单体初始化充电；

b)                      将绝热加速量热装置的起始温度设定为 40 ℃、终止温度设定为 130 ℃，启动装置，待温度达到 40℃ 时保持温度恒定，将电池单体放入绝热腔体搁置 5h；

c)                      加热装置以 0.5 ℃/min 的速率升温，加热幅度每达到 10 ℃时保持当前温度恒定20min，装置的温度准确度推荐为±0.2 ℃，升温速率准确度推荐为±0.02℃/min；

d)                      实时监测电池单体表面中心点的温度，温度数据采样周期不应大于 10ms，温度传感器准确度应为±0.05℃；

e)                      参见附录B表B.6 记录不同温度恒定阶段的温度点对应的电池单体温升速率；根据记录的试验数据作温度-电池单体温升速率曲线。

绝热温升测试方法对比：

GB/T 36276-2023对设备的要求：

针对绝热设备，GB/T 36276-2023提出了要求，设备至少可加热至300℃，并具有较好的控温效果。

设备能力验证：

1.样品准备

实验样品：铝块。

2.实验条件

实验仪器：H.E.L赫伊尔BTC-500大型电池绝热量热仪。

3.测试方法

使用HLC校准程序，运行铝块的校准，将铝块起始温度设置为40℃，最高温度为330℃，温升台阶为20℃。铝块尺寸与市面常见的280Ah储能电池相当，直立于腔体内。铝块中心处为ARC判定用热电偶。

GB/T 36276-2018 & GB/T 36276-2023 绝热温升试验铝块安装状态及位置示意图

4.测试曲线

HLC标定曲线

波动度散点图

5.测试结果：

铝块可加热至330℃，加热后的温度平台稳定，腔体未对铝块补偿过多或补偿不足。铝块表面温度的波动度均处于±0.05℃之间，符合标准对设备的要求。

GB/T 36276-2018及GB/T 36276-2023的铝块验证

GB/T 36276-2018 铝块绝热温升试验

GB/T 36276-2023 铝块绝热温升试验

GB/T 36276-2018 & GB/T 36276-2023铝块绝热温升试验search区间的平均温升速率

测试结果：

GB/T 36276-2018与GB/T 36276-2023温度平台均平稳，且由于铝块无法发生自产热行为，因此，说明腔体未对铝块发生过补偿或补偿不足的情况。相比于GB/T 36276-2018，GB/T 36276-2023所需时间更久，但对于无法自产热的铝块，其测试后的平均温升速率更接近0，更符合绝热体系下对铝块行为的预期。

20Ah LFP电芯测试

1.样品准备

实验样品：铝块，20Ah LFP电芯。

2.实验条件

实验仪器：H.E.L赫伊尔BTC-500大型电池绝热量热仪。

3.测试方法

HLC参数标定及验证

圆柱铝块HLC标定样品状态及曲线

圆柱铝块HLC标定曲线search阶段平均温升速率

HLC参数标定是为了控制绝热过程，通过合理的HLC标定，可以了解在绝热控制过程中，腔体的动态热补偿对样品可能产生的补偿程度。从图中曲线可以看出来，曲线平台平稳。对于不发生自产热的铝块，控制体系对于铝块的升温速率影响为±0.01℃/min。

20Ah LFP电芯 @ 20%SOC下GB/T 36276-2023实验结果

圆柱电芯 @ 20%SOC GB/T36276-2023样品状态及曲线

圆柱电芯 @ 20%SOC 36276-2023曲线search阶段平均温升速率

4. 测试结果：

样品测试应尽量与铝块标定的形式相同。样品的GB/T 36276-2023温升曲线的search阶段平均温升速率均低于0.02℃/min，说明在20%SOC下，该圆柱电芯，在130℃以内，未出现风险问题。

结论与展望：

H.E.L 大电池绝热量热仪 BTC-500 设备是一种安全可靠的测试系统，完全满足新版 GB/T 36276-2023 国标要求。作为绝热测试方法的解决方案，设备预留多种接口，可以满足多位置温度测量、实时摄像、腔体内压强实时监控、自动气体收集、腔体内气氛置换、过充/过放、针刺、低温充放电等测试需求，为客户提供更多的测试选择。