Tadiran 电池 安全功能实验全解

Tadiran 电池 安全功能实验全解

 正告 ： 下面所做的实验都是在极点条件下进行的。仅仅用来阐明某种状况，绝不可理解为这些办法可在实践中运用。如果在运用或实验中有的要求超越电池材料表中所给出的规范，有必要事前征得 Tadiran 的同意方可进行。

5.2.1• 总则
    电池的安全方面在生产中有必要尽早考虑，让用户感到在运用时有安全感。或是清晰正告电池制止寄存在某些环境下，由于那或许形成某些损害。
Tadiran 电池的规划安全，无爆破危险。之所以可以如此，是由于考虑到了充分利用如下几个方面的要素：
        •  高热量分散介质
        •  有限的反响区域
        •  有限的短路电流（成果带来有限的温度上升）
        •  依据作业的需求装有透气设备
    UL 安全规范中的 UL-1642- 锂电池规范规则了有关锂电池的规范要求。这类锂电池在实践运用中，技术人员或用户就可以直接替换。 UL-1642 锂电池规范还规则了电池有必要安全规范运用的实验条件。鄙人面的安全陈述里即包含了一些实验。这些实验条件在性质上比 UL 安全规范要求的还要严厉。

图 5.2-1 经过 X- 射线拍照的穿刺电池相片 短路电流（ A ）

5.2.2• 安全实验
  Tadiran圆柱型和薄片型锂电池现已经过了如下的安全实验(包含有透气孔和不带透气孔电池):
        •  穿刺实验（ 5.2.3 ）
        •  揉捏实验（ 4.2.4 ）
        •  在 25 0 C 温度环境下的短路实验（ 5.2.5 ）
        •  在 72 0 C 温度环境下的短路实验（ 5.2.6 ）
        •  加热实验， 150 0 C （ 5.2.7 ）
        •  渗漏实验（ 5.2.8 ）
        •  强行放电实验（ 5.2.9 ）
        •  放电电池的充电实验（ 5.2.10 ）
        •  满容量电池的充电实验（ 5.2.11 ）
    只适用于有透气孔的电池：
        •  火焰焚烧实验（ 5.2.12 ）
        •  燃火触摸实验（ 5.2.13 ）
        •  安全功能实验（ 5.2.14 ）

时刻（小时）

图 5.2-2 绝热电池短路的温度电流局势图

5.2.3• 穿刺实验
    （包含对满容量电池和放电电池）
    实验条件：环境温度： 25 o C ；相对湿度： 70% 。
    实验描绘：用压力使直径为 4 毫米的钉子穿过电池，钉子与电池竖轴成垂直角（见图 5.2-1 ）。在这种状况下对电池再调查 24 小时。
调查成果：在穿刺处有细微的电解质渗漏 — 没有电解质喷出或“嘶嘶”冒出的现象发作，证明电池内部短少压力。电池没有胀大。电池被短路并对温度上升状况进行了记载。

5.2.4• 揉捏实验
    （包含对满容量电池和放电电池）
    适用文件： UL-1642 第 12 节。
    实验条件：环境温度： 25 o C ；相对湿度： 70% 。
    实验描绘：对每一块电池按垂直于其竖轴的方向进行揉捏（受压面积为 32×32 毫米）。对其间的两个阶段进行调查。第一阶段为揉捏深度达正常电池直径的 30% 时；第二阶段为电池被彻底挤扁时。
    调查成果：在第一阶段：电池短路，没有爆破或电解质流呈现象；在第二阶段，电池短路，电解质漏出，但没有爆破。

5.2.5• 在 +25oC 温度环境下进行的短路实验
    适用文件： UL-1642 第 10 节， MIL-B-49461 （ ER ）第 4.8.10 节。
    实验描绘：将镍片点焊到电池两头。电池短路 24 小时，其有用电阻约为 0.005 Ω 。在短路实验的 24 小时内，对电池进行调查记载。
调查成果（见图 5.2-2 ， D 号电池）：电池短路 30 秒钟后，其电压降到接近于零。最大短路电流为 6A 。在电池底部和封盖上有细微的胀大。电池直径没有改变；没有着火或爆破。

5.2.6• 在 +72oC 温度环境下进行的短路实验
    适用文件： UL-1642 第 10 节。
    实验描绘：将镍片点焊到电池两头。电池在 72 o C 温度环境下寄存 16 小时。让电池短路，其有用电阻约为 0.005 Ω，在 72 o C+2 o C 温度环境下再寄存 24 小时。在短路实验的 24 小时内，对电池进行调查记载。

    调查成果（ D 型电池）：电池短路 30 秒钟后，其电压降到接近于零。最大短路电流为 6A 。在电池底部有胀大现象。没有着火或爆破。在有气孔的电池上，透气孔打开。

5.2.7 • 加热实验（ +150oC ）
    适用文件： UL-1642 第 11 节。
    实验描绘：在实验前和实验后对电池的尺度和分量进行记载。电池放在温度为 150 o C+5 o C 的炉内 3 个小时。在这期间每 10 分钟对电池开路电压进行记载一次。调查成果：电池顶部和底部有胀大现象发作。电池直径没有改变；没有电解质渗漏。图 5.2-3 显现了电池在炉内时开路电压的改变状况。在有透气孔的电池上，透气孔打开。

5.2.8• 渗漏实验
    适用文件： MIL-B-49461 （ ER ）第 4.8.13 节。
实验描绘：电池放在 55 o C 温度环境下 7 天，然后放在室温环境下一段时刻，使其安稳。接下来称其分量，再把电池放在 55 o C 温度环境下 21 天，再放在室温下使其安稳，然后再进行称重。记载两次的分量不同。
    调查成果：分量丢失不超越电池内亚硫酰氯总分量的 0.005% ；看不到有任何腐蚀痕迹。

5.2.9• 强行放电实验
    适用文件： MIL-B-49461 （ ER ）第 4.8.13.1 节， UL-1642 第 17 节。
实验描绘：电池以额外电流放电至端电压为 0V 。然后电池以如下高电流强行放电 12 小时。
时刻（分钟）

图 5.2-3 高温（ +150 o C ）下的开路电压曲线图

    调查成果（ D 号电池）：在运用压力电流时，电压马上会向相反方向改变， 3 个小时后到达负峰值，为 -8.0V ，接着电压安稳在 -6.0V ，并且在该项实验完毕前一向如此（见图 5.2-4 ）。实验完毕时电池温度大约为 70 o C 。没有电解质渗漏；电池尺度和分量没有改变。

5.2.10• 对放电电池的充电实验
    适用文件： UL-1642 第 18 节。
    实验描绘：在实验前后对电池的尺度和分量进行丈量。电池以额外放电电流彻底放电至端电压为 0V 。然后电池以如下高电流充电 12 小时。

时刻（小时）

图 5.2-4 强行放电电压曲线图

    在实验过程中对电池电压进行记载。在充电完毕时对电池温度进行丈量。
    调查成果（ D 型电池）：在充电的一开端，电池电压升到 5.0V ，然后逐步下降，最终安稳在 3.7V 。该电压一向继续到实验完毕。电池温度在充电 12 小时后到达最高值 53 o C 。实验完毕时，没有发现电池在分量和尺度上有任何的改变；亦没有电解质渗漏。

5.2.11• 满容量电池的充电实验
    适用文件： UL-1642 第 18 节。
    实验描绘：在实验前后对电池的尺度和分量进行丈量。然后电池以如下高电流充电 12 小时。

    在实验过程中对电池电压进行记载。在实验前后对电池温度进行丈量。
    调查成果（ D 型电池）：在充电的一开端，电池电压升到 4.0V ，并且在整个实验过程中，电压一向保持在这个水平。在充电完毕时，电池温度到达最高值 +62 o C 。在实验完毕时，没有发现电池有尺度和分量上的改变；没有电解质渗漏。

5.2.12• 火焰焚烧电池实验（只对有透气孔的电池）
    适用文件： MIL-B-49461 （ ER ）第 4.8.20 节。
    实验描绘：电池在 540-580 o C 高温的明火上焚烧。
    调查成果： 1 分钟后，电池透气孔开端排气。没有发作爆破。

5.2.13• 燃火触摸实验（只对有透气孔的电池)
    适用文件： UL-1642 第 19 节。
    实验描绘：将每块要做实验的电池固定到钢丝网上，然后放到实验室用的 Meeker 燃气炉上。将电池加热损坏（经过焚烧锂即可证明这种状况）。
    调查成果：没有火花、火焰亦没有固体物喷出。没有爆破现象发作。

5.2.13• 安全功能实验（只对有透气孔的电池）
    适用文件： MIL-B-49461 第 4.8.10 节。
    实验描绘：电池在 85-90 o C 温度环境下放 16 小时，记载下透气孔的改变状况。然后将电池放在 150 o C 的高温环境下 16 小时，亦记载下透气孔的改变状况。
调查成果：在开端的 16 小时，电池没有排气，但在第二个 16 小时后，一切电池都有排气现象呈现。没有呈现爆破现象。