清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院，北京100084；蘇州瑪瑞柯測(cè)試科技有限公司，江蘇蘇州215000；

鋰離子電池安全性能可以通過電池?zé)崾Э剡^程的量熱分析來進(jìn)行定性和定量評(píng)估。電池在不同溫度下的放熱速率及累計(jì)放熱量是衡量電池?zé)岱€(wěn)定性的參數(shù)。動(dòng)力電池的量熱分析通過絕熱加速量熱儀進(jìn)行。本文主要介紹加速量熱儀的測(cè)試原理和方法、數(shù)據(jù)分析方法，并對(duì)電池安全程度的評(píng)估方法提出了建議。

近年來鋰離子電池，尤其是電動(dòng)車動(dòng)力電池安全事故頻發(fā)[1-6]。如何解決鋰離子電池的安全隱患，以及如何評(píng)估鋰離子電池的安全程度一直是業(yè)內(nèi)的熱點(diǎn)話題[7-16]。
鋰離子電池的安全性研究可以分為如下領(lǐng)域：①電池?zé)崾Э貦C(jī)理研究[17-31]，包括電池發(fā)生安全性事故的原因，熱失控的發(fā)生及演變規(guī)律；②電池安全程度的測(cè)試評(píng)估方法與標(biāo)準(zhǔn)[32-42]，主要研究如何對(duì)電池進(jìn)行測(cè)試能夠科學(xué)體現(xiàn)電池的安全性，以及采用哪些指標(biāo)或者參數(shù)來評(píng)估電池的相對(duì)安全程度；③提高電池安全程度的技術(shù)[43-51]，包括電池關(guān)鍵材料的熱穩(wěn)定性研究及改進(jìn)，可提高電池安全性的功能性添加劑，電池設(shè)計(jì)和熱管理；④電池安全可靠性的測(cè)試評(píng)估方法與模型

1.ARC測(cè)試原理和方法

ARC通過精確的溫度跟蹤，避免被測(cè)樣品與環(huán)境的熱量交換，從而可以提供一個(gè)近似絕熱的環(huán)境，主要對(duì)被測(cè)樣品的放熱行為進(jìn)行測(cè)試分析。利用ARC，能夠模擬電池內(nèi)部熱量不能及時(shí)散失時(shí)放熱反應(yīng)過程的熱特性，使反應(yīng)更接近于真實(shí)反應(yīng)過程，從而獲得熱失控條件下表觀放熱反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)

1.1加速量熱儀特點(diǎn)

由于采用熱電偶進(jìn)行溫度采集，熱量補(bǔ)償采用溫度跟蹤模式，采用密閉腔體，因此ARC具有以下特點(diǎn)：①測(cè)量靈敏度高。溫度測(cè)試及控制靈敏度高達(dá)0.005℃/min甚至更高）；②測(cè)試靈活。不同尺寸的量熱腔可以分別實(shí)現(xiàn)對(duì)材料、電池、模組的熱特性測(cè)試，并能模擬電池內(nèi)部熱失控的環(huán)境，測(cè)試得到精確的熱數(shù)據(jù)；

1.2加速量熱儀工作原理及樣品測(cè)試方法

首先將待測(cè)樣品上固定好熱電偶，熱電偶的位置取決于測(cè)試目的。然后將待測(cè)樣品放入量熱腔內(nèi)，量熱腔做好密閉處理。之后對(duì)ARC工作站進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，包括自定義起始溫度（starttemperature）、升溫步階（steptemperature）、等待時(shí)間（waittime）、終止溫度（endtemperature）等，隨即即可啟動(dòng)測(cè)試。

2測(cè)試方法及步驟

2.1材料熱失控測(cè)試

使用ARC可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電極材料、電解液等的熱穩(wěn)定性能測(cè)試。測(cè)試方法如下。

選擇潔凈的樣品球（或管）稱量其質(zhì)量。稱取一定量的被測(cè)樣品（空氣或水分敏感材料需要在惰性氣氛手套箱內(nèi)完成）于樣品球（或管）中，將樣品球（或管）安裝于量熱腔中，測(cè)溫?zé)犭娕脊潭ㄓ跇悠非颍ɑ蚬埽┩獗砻妫缧柰奖O(jiān)測(cè)壓力，將壓力傳感器安裝于樣品球（或管）的進(jìn)樣口即可

2.2電池?zé)崾Э販y(cè)試

使用ARC可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的熱穩(wěn)定性能測(cè)試。其工作原理同2.1材料熱失控測(cè)試，但操作更為簡(jiǎn)單：通過夾具將電池固定在量熱腔內(nèi)部，測(cè)溫?zé)犭娕脊潭ㄓ陔姵乇砻?。可以通過電壓采集設(shè)備同步監(jiān)測(cè)電池開路電壓變化。