BTC-500HEL大電池絕熱量熱儀

產(chǎn)品簡介

BTC-500大電池測試量熱儀是HEL公司經(jīng)典絕熱加速量熱儀PhiTEC（ARC）系列針對電池測試應(yīng)用的升級版本——將經(jīng)典應(yīng)用擴展至重要性越來越突出的儲能載體的熱危害測試以及電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)性能評估領(lǐng)域。

隨著電池組體積的不斷增大，其發(fā)生熱失控導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸的危險性與過去相比的后果嚴(yán)重性也與日俱增。HEL  特?fù)?jù)此提供多種型號ARC絕熱量熱儀以滿足不同客戶的精確需求。

作為真正具有實用價值的熱危害和熱管理系統(tǒng)安全評估工具，BTC能幫助電池設(shè)計和生產(chǎn)機構(gòu)更科學(xué)、從容地應(yīng)對不斷增長的對大體積高性能電池的市場需求。BTC-500大電池測試量熱儀可為多次充放電循環(huán)過程提供穩(wěn)定的溫度控制，對各種規(guī)格電池的熱效應(yīng)評估和潛在危險性分析提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

一套設(shè)備即可完成所有測試

可精確測試小電池組件、18650電池、大電池及大電池組的相關(guān)數(shù)據(jù)。

可選配自動變焦內(nèi)置高清實時監(jiān)控/成像系統(tǒng)，全程記錄PhiTEC  BTC儀器內(nèi)部電池樣品在熱危害測試/充放電過程中的表觀現(xiàn)象，實現(xiàn)測試過程的可視化，提供更多直觀信息方便數(shù)據(jù)解讀。

BTC-500HEL大電池絕熱量熱儀技術(shù)

絕熱量熱

“絕熱"的字面意思為“熱量不可傳遞"，在熱力學(xué)中我們用它指代一個熱量無法傳入及傳出的系統(tǒng)，在實驗室測試中，它是通過將測試池所處的環(huán)境溫度調(diào)節(jié)到到與測試池本身相同的溫度來實現(xiàn)的。此時，測試池及其環(huán)境溫度之間沒有溫差，從技術(shù)層面實現(xiàn)了系統(tǒng)的熱動態(tài)密閉，即測試池內(nèi)的任何熱量變化必然是其內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)過程所導(dǎo)致。

非常有趣的理論，卻代表著熱穩(wěn)定性研究的一大突破。

為什么要關(guān)心絕熱量熱呢？——為了安全。

在大型化工廠中，化學(xué)反應(yīng)放熱的速度遠(yuǎn)勝于工廠冷卻設(shè)備散熱的速度。在這種情況下，反應(yīng)系統(tǒng)就具備了一定的絕熱特性——究其本質(zhì)，容器內(nèi)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的所有熱量都積聚在自身體系中，這往往會導(dǎo)致嚴(yán)重的潛在危害性甚至惡性事故的發(fā)生。

因此，在大型化工廠進行工藝放大或是生產(chǎn)規(guī)模擴大之前，研究其化學(xué)反應(yīng)的絕熱特性至關(guān)重要！

HEL的在線絕熱校準(zhǔn)

PhiTEC (ARC)  系列絕熱加速量熱儀基于HEL海量的熱危害研究實驗數(shù)據(jù)，采用復(fù)雜精準(zhǔn)的多維數(shù)學(xué)模型，僅需在每次實驗開始階段進行一個30分鐘的標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)步驟，結(jié)合各溫度臺階下的動態(tài)修正，即可實現(xiàn)對體系的精確絕熱控制  。它可以精確測定不同規(guī)格或形狀測試池及樣品在不同測試條件下的熱損失情況，并進行反饋補償，無需對系統(tǒng)或測試池進行改變、無需復(fù)雜費時且不準(zhǔn)確的“空彈校準(zhǔn)"*。  

HEL資深的化學(xué)家和風(fēng)險評估咨詢師經(jīng)過多年努力，將1970年代晚期陶氏化學(xué)基于絕熱量熱原理的ARC設(shè)備的技術(shù)性能推進到一個新的高度。HEL持續(xù)地致力于將其豐富的熱危害評估和化學(xué)反應(yīng)研究經(jīng)驗注入其遠(yuǎn)比傳統(tǒng)ARC更精良的專業(yè)化PhiTEC (ARC)  設(shè)備，為客戶提供一系列的的高性能絕熱安全工具，作為構(gòu)建現(xiàn)代安全實驗室的重要技術(shù)支柱。

 PhiTEC系列產(chǎn)品自1987年起，根據(jù)客戶安全咨詢的需求不斷進行改進，現(xiàn)已發(fā)展成為涵蓋從初級水平至專業(yè)水平的系列全套產(chǎn)品，足以滿足安全領(lǐng)域所有的專業(yè)應(yīng)用需求。   PhiTEC I  (ARC)  絕熱加速量熱儀

PhiTEC I (ARC) 是經(jīng)典型的絕熱量熱儀,采用8~11毫升高壓玻璃、不銹鋼或合金測試池，可用于測試化學(xué)物質(zhì)，如各種液體、粉末、漿液，以及上述物質(zhì)混合、以及測試過程中加入液體或氣體等樣品，以獲取熱力學(xué)和動力學(xué)數(shù)據(jù)，如SADT、TMR等參數(shù)，并據(jù)此確定加工、貯存和運輸?shù)陌踩珬l件。

該設(shè)備也可應(yīng)用于測試小規(guī)格電池（最大支持26650電池）和電池原材料的熱穩(wěn)定性及安全性。 PhiTEC  II 絕熱加速量熱儀  PhiTEC  II型絕熱加速量熱儀是低熱惰性因子絕熱加速量熱儀，適用于原位模擬大規(guī)模反應(yīng)的實際熱危害過程、泄爆口設(shè)計、熱失控反應(yīng)分析，可直接得到動力學(xué)和熱力學(xué)數(shù)據(jù)。向下兼容TSU及PhiTEC I (ARC)  型儀器全部功能，可使用標(biāo)準(zhǔn)ARC測試池進行測試，但其的優(yōu)勢在于可使用薄壁大體積測試池，通過在測試池外進行自動壓力跟蹤補償來確保測池內(nèi)外壓力一致，避免測試池爆裂及意外發(fā)生。

PhiTEC II的薄壁測試池意味著測試體系可以達到非常低的因子（亦稱絕熱因子或熱惰性因子）——可以精準(zhǔn)預(yù)測化工廠大型反應(yīng)裝置的安全性及潛在危險性。

BTC  大電池測試絕熱加速量熱儀

BTC電池測試量熱儀是HEL公司經(jīng)典絕熱量熱儀 PhiTEC (ARC)  系列針對電池測試的升級版本——將經(jīng)典應(yīng)用擴展至重要性越來越突出的儲能載體設(shè)備測試，最大可容納Φ50 x 50cm規(guī)格的樣品。

BTC是PhiTEC I  (ARC) 的電池測試專業(yè)版，保留了PhiTEC I  (ARC)的所有優(yōu)點，同時采用了適應(yīng)大電池（例如EV 或 HEV）的大測試艙室。該系統(tǒng)適用于測試各種類型的電池，從普通的AA電池到車輛電池至軍事或航空專用電池都可輕松應(yīng)對。

特點和優(yōu)勢

PhiTEC BTC-500大電池絕熱量熱儀的設(shè)計

標(biāo)配大體積絕熱腔（Φ35×35或Φ50×50  cm）用于測試大電池及大體積元件，并兼容材料及小規(guī)格電池測試
可選配標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格絕熱腔，更方便快捷地用于電池材料、小電池（18650、26650等）測試
精確的溫度控制——多組跟蹤加熱器確保均勻加熱
直接測量樣品溫度
可擴展8組或16組不同的溫度數(shù)據(jù)采集通道，詳盡反映實驗全貌
可選配穿刺模擬、短路模擬及過充模擬測試組件
可選配電池內(nèi)外壓測試組件

安全控制設(shè)計

堅固的多層環(huán)形不銹鋼抗爆結(jié)構(gòu)外殼，耐壓高達30MPa
自動泄壓閥及防爆片雙重保護
自動緊急停車
自動快速冷卻模塊（選配）

測試應(yīng)用

成品電池
電池元件( Anode, Cathode,  Electrolyte, SEI)
任何充放電狀態(tài)的電池（包括過充和過放）

絕熱量熱

HEL在線校準(zhǔn)在每個實驗開始前僅需30分鐘即可自行完成，可在實驗運行過程中多次重復(fù)10分鐘的校準(zhǔn)過程并實時修正，該方式可使儀器長期保持精準(zhǔn)的校準(zhǔn)狀態(tài)并可自動適應(yīng)不同規(guī)格及形狀的測試池、電池及其他樣品。

充放電測試集成

全功能軟件集成控制的充放電循環(huán)裝置，供電功率/電流載荷可控范圍廣，可自動測試各種充電、放電、短路和其他常規(guī)操作下電池的相關(guān)數(shù)據(jù)及安全性能，也可與用戶自己提供的輔助測量設(shè)備配套使用。

測試實驗

系統(tǒng)提供4種測試方法，其中2種為標(biāo)準(zhǔn)測試

穩(wěn)定性測試

電池安全基本篩選方法，用于初步分析樣品熱穩(wěn)定性。儀器勻速升溫直至放熱反應(yīng)開始 - 類似于DSC測試

加熱-等待-掃描 （H-W-S）

幾十年來，陶氏化學(xué)的經(jīng)典絕熱加速量熱儀ARC被廣為使用，PhiTEC沿用其標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，  樣品以階梯態(tài)勢升溫，每次升溫之間間隔足夠的時間以“搜索"放熱反應(yīng)發(fā)生的起始點（Onset），其探測結(jié)果與設(shè)備靈敏度有關(guān)。一旦探測到放熱反應(yīng)，系統(tǒng)會自動啟用絕熱追蹤模式，用于精確評定樣品安全性能。

該測試模式用于評估電池的熱穩(wěn)定性：BTC可準(zhǔn)確測定電池自放熱起始溫度“onset"點、反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)、反應(yīng)釋放的總能量等定量信息，從而對電池?zé)岚踩?熱危害進行全面的評估。測試數(shù)據(jù)也可用于電池的設(shè)計和研發(fā)。

破壞性試驗

也可將電池置于耐高壓的絕熱腔中進行破壞性實驗——通過測量密閉空間分解反應(yīng)的氣體產(chǎn)生速度和溫升數(shù)值、溫升速率等評估其安全性或危害性。

以上應(yīng)用包括濫用測試——評價物理性損壞（如穿刺或擠壓損壞）造成的電池性能改變，可選配標(biāo)準(zhǔn)穿刺/擠壓組件或和用戶定制組件。

放熱量和比熱測定

BTC可用于電池平均比熱Cp的測定，并可進一步對電池的自放熱（self-heating）參數(shù)進行定量分析，用于表征電池自放熱反應(yīng)的能量輸出。

PhiTEC  BTC的低溫應(yīng)用

PhiTEC  BTC-500大電池絕熱加速量熱儀超低溫/低溫應(yīng)用

越來越多的鋰離子電池研究工作需要在低溫環(huán)境下進行，而標(biāo)準(zhǔn)的熱篩選量熱儀僅可在室溫以上工作。HEL公司的PhiTEC系列絕熱加速量熱儀最新擴展了低溫測試功能，能夠測試超低溫環(huán)境下電池的性能，低測試溫度可達-80℃，這一突破性的功能取決于以下兩個重要組件的性能優(yōu)勢：

此性能得益于：

1.系統(tǒng)機械性能的設(shè)計改進，爐體及測試池部分能夠通過制冷設(shè)備進行簡單快速的控溫冷卻，低可操作溫度由其外接制冷設(shè)備的性能決定（注：采用介質(zhì)制冷，遠(yuǎn)優(yōu)于“風(fēng)冷"，不會產(chǎn)生擾流、湍流等影響樣品本身熱性能測試的問題）。

2.全自動軟件控制使得儀器可以從任何起始溫度開始進行穩(wěn)定測試，無需任何額外的空彈校準(zhǔn)。

事實上，以上兩個特性的結(jié)合，使得PhiTEC(ARC)  系統(tǒng)可立即連接制冷設(shè)備擴展其工作溫度范圍。這意味著PhiTEC (ARC)  的低溫模塊設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)模塊設(shè)計融為一體，地實現(xiàn)了從超低溫/低溫、到室溫、直至高溫測試性能的一致性。

熱敏感化學(xué)物質(zhì)、電池、電池組或電池原件的低溫絕熱測試典型數(shù)據(jù)如下圖所示，測試起始溫度為-20℃，采用標(biāo)準(zhǔn)HWS測試模式，直至儀器探測到放熱反應(yīng)，從該溫度點（大約為20℃）開始，樣品進入自放熱階段。