【实验探究】锂电池原位膨胀力测试，为安全出行保驾护航

随着科技的飞速发展，锂电池在新能源汽车、电动工具、移动电源等领域得到了广泛应用。

然而，锂电池在使用过程中，由于各种原因，可能会导致膨胀现象，影响电池性能，甚至引发安全事故。

本文将为大家介绍锂电池膨胀测试的重要性，以及如何确保锂电池安全可靠地服务于我们的生活。

一、锂电池膨胀现象解析

锂电池膨胀，是指电池在充放电过程中，由于内部化学反应、温度变化等原因，导致电池体积增大的一种现象。

锂电池膨胀的原因主要有以下几点：

01、充放电过程中，电池内部化学反应产生气体，导致内部压力增大，从而使电池膨胀。

02、电池内部温度升高，导致电池材料膨胀系数增大，进而引起电池整体膨胀。

03、电池制造过程中，工艺不良、材料选用不当等因素，可能导致电池内部结构不稳定，容易引发膨胀。

04、电池使用过程中，过充、过放、短路等异常情况，也可能导致电池膨胀。

二、锂电池膨胀引发危害

锂电池膨胀的危害主要体现在以下几个方面：

① 影响电池外观，降低产品品质。

② 导致电池内部结构损坏，缩短电池寿命。

③ 严重时，可能引发电池短路、起火等事故。

三、锂电池膨胀测试重要性

为确保锂电池在使用过程中的安全性，对锂电池进行膨胀测试具有重要意义。以下是锂电池膨胀测试的几个关键点：

01、评估电池安全性

通过膨胀测试，可以了解电池在特定条件下的膨胀程度，从而判断电池的安全性。

02、优化电池设计

根据膨胀测试结果，对电池结构、材料等进行优化，提高电池抗膨胀能力。

03、检测生产工艺

膨胀测试可以检验电池生产工艺是否稳定，及时发现潜在问题，提升产品质量。

04、为用户提供参考

膨胀测试结果可以作为消费者选购锂电池的重要参考依据，确保用户安全使用。

四、锂电池膨胀测试方法 

目前，锂电池膨胀测试主要采用尺寸压力测试法，即“恒压力”和“恒间距”两种测试模式。

测试设备：原位膨胀力测试仪

测试样品：方壳电芯，尺寸148*95*27 mm，标称容量40 Ah，三元锂

充放电条件：恒流充电1 C，恒压充电4.2 V，恒流放电1 C

恒压力模式：预压力100 kg（980 N）

恒间距模式：预压力150 kg（1470 N）

两组实验数据分析：

在恒压力测试模式下，可见在充放电循环过程中，电芯外壳厚度尺寸存在同步的周期性可逆变化。在预压100 kg条件下，该样品外壳存在约500 μm的尺寸变化。

在恒间距测试模式下，可见在充放电循环过程中，电芯外壳厚度尺寸存在同步的周期性可逆变化。在预压150 kg并约束压板间距条件下，该样品外壳存在约2000 N（约205 kg）的膨胀力。

锂电池膨胀测试是保障电池安全性的重要手段。通过了解锂电池膨胀原因、测试方法及预防措施，我们可以更好地使用锂电池，为绿色出行、安全生活保驾护航。

同时，企业也应承担起责任，不断提升锂电池产品质量，为消费者提供安全、可靠的能源解决方案。

测试仪器档案

品名：原位膨胀力测试仪

型号：DC SFT-3100

英文：Swelling Force Tester

应用：电池材料评估、析锂分析、电芯结构评估、工况评估

技术特点

· 适用于多种电池形态（软包电池/方壳电池/圆柱电池/单片电池/模型扣式电池/固态电池等）、多种测试模式（恒压力/恒间距/脉冲压力/间歇压力/线性压力等）、多种电池夹具

· 配合充放电系统实现原位测量

· 配合阻抗测试仪评估电池系统

· 集成化软件系统实现多参数耦合测量