行业痛点与需求
新能源及电池行业的快速发展对材料性能测试提出了严苛要求:
• 安全性验证:锂离子电池热失控温度、产热速率的精确测定是安全设计的核心
• 循环寿命评估:电极材料在充放电过程中的相变、热稳定性变化需要长期监测
• 电解液分解研究:电解液热分解温度、分解热是电池热管理的关键参数
• 界面反应分析:SEI膜形成与分解的热效应研究
• 失效机理探索:电池材料在高温、过充等极端条件下的分解路径
推荐仪器及配置
| 应用需求 | 推荐仪器 | 配置要点 |
| 电池材料热稳定性 | TGA | 高灵敏度气氛控制(惰性/还原性) |
| 充放电热效应 | 微量热仪 | 等温/功率补偿模式 |
| 电池模组热管理 | 等温量热仪 | 大样品量、长时间测试 |
| 电极材料相变 | DSC | 宽温度范围、高灵敏度 |
| 综合热分析 | STA | DSC+TGA同步测试 |
| 高温分解研究 | 高温TGA(1600°C) | 空气/真空环境 |
典型应用场景
1. 正极材料热稳定性测试
测试方法:将正极材料(如NCM、LFP)置于惰性气氛中,以5°C/min升温速率从室温升至800°C,记录质量变化和热流曲线。
评价指标:
• 起始分解温度(Onset Temperature)
• 最大分解速率温度(DTG峰温)
• 分解焓变(ΔH)
• 残留物含量
技术要点:采用氧化铝坩埚,避免与样品反应;氮气或氩气保护,流速50mL/min。
2. 电解液热分解特性
测试方法:使用密封坩埚进行DSC测试,记录电解液分解的起始温度和热焓;配合TGA-FTIR联用技术分析分解气体产物。
关键参数:分解温度范围、分解热、气体释放曲线。
3. 电池热失控模拟
测试方法:ARC(加速量热仪)测试,通过"加热-等待-搜索"模式,逐步升温寻找电池自加热起始温度(SOT)和热失控触发温度(TTR)。
4. 负极材料嵌锂/脱锂研究
测试方法:配合原位电池附件进行等温量热测试,实时监测锂离子嵌入/脱嵌过程的热效应。
相关标准
| 标准类型 | 标准编号 | 标准名称 |
| ASTM | ASTM E537-2020 | 差示扫描量热法测定化学品热稳定性的标准测试方法 |
| ASTM | ASTM E1981-2020 | 材料热稳定性评估的标准测试方法 |
| IEC | IEC 62660-1:2018 | 电动汽车用锂离子动力电池单体性能测试 |
| GB | GB/T 36276-2018 | 电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法 |
| ISO | ISO 21782-1:2019 | 电动汽车用电机驱动系统 EMC测试 |
博渊精准优势
• 3D传感器技术:采用三维热流传感器,灵敏度比传统DSC提升10倍,可检测μW级微弱热效应
• 高温TGA(1600°C):满足正极材料高温烧结、硅碳负极高温处理等极端测试需求
• 气氛控制灵活性:支持惰性、还原性、腐蚀性等多种气氛,满足电池材料复杂测试环境
• 联用技术:TGA-FTIR、TGA-GCMS联用系统,可实时分析电池热分解气体产物
• 等温量热仪:专为大样品量电池模组设计,支持长时间(>72h)循环热效应监测


