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鋰離子動力蓄電池熱失控絕熱量熱測試方法

1范圍

本文件規定了鋰離子動力蓄電池單體熱失控的絕熱加速量熱測試的測試條件、樣品準備、測試方

法和數據處理等內容。

本文件適用于電動汽車用鋰離子動力蓄電池單體（以下簡稱“電池單體”）的測試。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文

件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適

用于本文件。

GB38031—2020電動汽車用動力蓄電池安全要求

GB/T19596—2017電動汽車術語

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

電池單體secondarycell

將化學能與電能進行相互轉換的基本單元裝置。

注：通常包括電極、隔膜、電解質、外殼和端子，并被設計成可充放電。

[來源：GB38031-2020，3.1]

3.2

額定容量ratedcapacity

以制造商規定的條件測得的并由制造商申明的電池單體、模塊、電池包或系統的容量值。

注：額定容量通常用安時（Ah）或毫安時（mAh）來表示。

[來源：GB38031-2020，3.7]

3.3

絕熱加速量熱儀adiabatic-acceleratingratecalorimeter

一種專門用于測量化學反應或物理過程中釋放或吸收的熱量的實驗裝置。該儀器通常包括一個樣

品室，用于容納測試樣品，以及一個絕熱系統，控制熱量的流失或進入系統。

注：儀器原理是在絕熱條件下，即在沒有熱量交換的環境中，確保了所有釋放或吸收的熱量都與所被測樣品的反

應或過程直接相關。

3.4

K型熱電偶typeKthermocouple

一種溫度傳感器，由鎳鉻和鎳鋁導體連接而成閉合回路，通過測量連接點與接線端之間電勢差，

可以確定連接點處的溫度，量程大于1300℃。

3.5

鎧裝K型熱電偶sheathedtypeKthermocouple

鎳鉻和鎳鋁導體包裹在一種用于增強熱電偶的機械強度和耐用性保護鎧裝套中的熱電偶，鎧裝套

通常由不銹鋼等材料制成。

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3.6

截止電壓cut-offvoltage

制造商規定的動力蓄電池在充電或放電過程中，電池操作的電壓達到的一個特定閾值，保護電池

免受過度充電（上限截止電壓）或過度放電（下限截止電壓）的影響。

3.7

荷電狀態stage-of-charge

當前蓄電池中按照規定放電條件可以釋放的容量占可用容量的百分比。

[來源：GB/T19596-2017，3.3.3.2.5]

3.8

電池極芯batterycore

由正極、負極、隔膜以疊片或卷繞的方式組合在一起的組件，是鋰離子電池的核心組件。

3.9

方殼電池prismaticcell

結構上采用鋁殼或鋼殼封裝，外形為長方體形的鋰離子蓄電池。

3.10

軟包電池pouchcell

在結構上采用鋁塑膜封裝的鋰離子蓄電池。

3.11

圓柱電池cylindricalcell

外形為圓柱型的鋰離子蓄電池。

3.12

熱失控thermalrunaway

是由各種誘因引發的鋰電池內部正極、負極和電解液之間的鏈式放熱氧化還原反應現象，發熱量

可使電池溫度升高數百攝氏度，并噴出可能會導致燃燒、爆炸的可燃氣體。

4符號和縮略語

4.1符號

下列符號適用于本文件。

I1：1h率放電電流（A），其數值等于額定容量值。

I3：3h率放電電流（A），其數值等于額定容量值的1/3。

4.2縮略語

下列縮略語適用于本文件。

ARC：絕熱加速量熱儀（Adiabatic-acceleratingRateCalorimeter）

DSC：差示掃描量熱儀（DifferentialScanningCalorimeter）

FS：滿量程（FullScale）

SOC：荷電狀態(StateOfCharge)

5測試條件

5.1一般條件

5.1.1除另有規定外，試驗應在溫度為25℃±5℃，相對濕度10%～90%，大氣壓力為86kPa～106

kPa環境下開展。

5.1.2當測試規定的溫度改變時，在進行測試前測試樣品需要完成環境適應的過程：直到單體電池表

面溫度為25℃±5℃。

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5.2測量儀器、儀表準確度

測量儀器、儀表準確度應滿足以下要求：

a)電壓測量裝置：不低于0.5級，誤差在±0.5%FS；

b)電流測量裝置：不低于0.5級，誤差在±0.5%FS；

c)溫度測量裝置：≤375℃，±1.5℃；375℃～1300℃，誤差在±0.4％；

d)尺寸測量裝置：誤差在±0.1％FS；

e)質量測量裝置：誤差在±0.1％FS。

5.3數據記錄和記錄間隔

對于絕熱加速量熱儀建議采用不大于1s的時間采樣間隔，對于內置熱電偶及電壓采用0.1s的采

樣時間間隔。從試驗開始持續記錄數據，直到熱失控后2h結束數據記錄。

6樣品準備

6.1樣品電池內置熱電偶

將鎧裝K型熱電偶內置到樣品蓄電池內部，內置熱電偶可以由電池廠商在生產階段布置在兩個卷

繞極芯中間或者疊片極芯中間。如電池廠商無法布置熱電偶，推薦的熱電偶布置方案參見附錄A。

6.2SOC調整方法

被測電池單體荷電狀態（SOC）調整到滿電狀態（充電到上限截止電壓），也可根據測試需求將被

測電池單體調整到其他SOC。

調整SOC至試驗目標值n%的方法：按制造商提供的充電方式將電池單體充滿電，靜置1h，以1I3，

恒流放電T，T按照式（1）計算得到，或者采用制造商提供的方法調整SOC。每次SOC調整后，在新的

測試開始前試驗對象應靜置30min。

100n

T3………（1）

100

式中：

T——放電時間，單位為小時（h）；

n——試驗目標值的百分數值。

7測試方法

7.1測試準備

按照以下步驟進行測試準備，ARC的組成與工作原理見附錄B：

a)ARC測試之前應先對ARC進行校準，校準流程見附錄C；

b)將待測電池單體置于絕熱加速量熱腔里，并用支架夾具固定，使得被測對象懸空于量熱腔中，

若受電池尺寸或重量限制，無法使用支架夾具時，則使用隔熱材料墊住電池，避免電池直接

接觸腔體；

c)使用耐高溫膠帶將ARC的主熱電偶貼緊被測電池單體，除此之外，主熱電偶宜用支架夾具進

行機械夾持，并固定在電池大面形心的位置上，避免因電池表面絕緣膜變形導致的主熱電偶

脫落，支架夾具的要求見附錄B.2；

d)將電壓線和內置熱電偶的連接線引出并與數據采集器相連，準備開始測試。絕熱加速量熱儀

測試的連接示意如圖1所示。

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圖1絕熱加速量熱儀測試的連接示意圖

7.2參數設置

絕熱加速量熱儀的參數設置見表2。不同電池容量下絕熱加速量熱儀的建議等待時間設置見表3。

表2絕熱加速量熱儀參數設置

設置名稱定義建議值

初始溫度第一次進入搜尋階段的溫度值50℃

溫度臺階不同次搜尋階段的溫度調整值5℃

等待時間被測對象與腔體進行熱平衡的時間見表2

判定電池的自產熱溫升速率是否超過閾值的

搜尋時間10min

時間

自產熱溫升速率閾值判定電池單體進入自產熱階段的溫升速率值0.02℃/min

冷卻溫度ARC開啟冷卻的溫度值300

表注：上述參數設置均為一般情況建議值，可根據測試需求進行修改。

表3不同電池容量對應的絕熱加速量熱儀的建議等待時間

電池容量（Ah）等待時間（min）

1～530

6～2045

21～6055

61～12060

121及以上65

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7.3測試步驟

熱失控測試按照以下步驟進行：

a)量熱儀腔體開啟加熱模式，對被測電池單體進行加熱，直到被測電池單體上的主熱電偶溫度

達到設定的初始溫度50℃；

b)按照表2設置的臺階溫度整體溫升一個溫度臺階5℃，按照設置的時間等待電池溫度平衡到

目標溫度；

c)在搜尋時間10min內，ARC自動計算被測電池單體的溫升速率，若被測電池單體在10min內

的平均自產熱溫升速率不大于0.02℃/min，則進入臺階加熱模式；

d)在臺階加熱模式中，腔體整體升溫一個溫度臺階5℃，并重復b）和c）步驟，直到被測電池

單體在搜尋時間10min內的平均自產熱溫升速率大于0.02℃/min，此時電池單體進入自產

熱階段，量熱腔體進入絕熱追蹤階段；

e)絕熱追蹤階段，量熱腔對電池單體的溫度進行絕熱追蹤，直到主熱電偶溫度大于300℃，然

后開啟冷卻階段；

f)在冷卻階段，加熱腔停止加熱，開啟ARC內的冷卻系統對腔體進行降溫。電池單體熱失控的

絕熱量熱測試結果示例見附錄D。

8數據處理

獲取電池單體ARC測試的熱失控特征溫度和總放熱量。

T1為電池單體內置熱電偶的自產熱起始溫度，由最后一個搜尋階段測得的電池內部溫度來確定；

T1’為ARC主熱電偶采集到的自產熱起始溫度，通過主熱電偶測得的最后一個搜尋階段的溫度來確定。

T2為電池單體內置熱電偶的熱失控觸發溫度，定義為內置熱電偶溫升速率連續不小于1℃/s時的

溫度；T2’為ARC主熱電偶采集到的熱失控溫度，定義為主熱電偶溫升速率連續不小于1℃/s時的溫

度。

內置熱電偶的采樣間隔為0.1s一個溫度點，內置熱電偶連續10個采樣點的溫升速率大于或等于

0.1℃/0.1s，則定義第5個采樣點的溫度為內置熱電偶的熱失控觸發溫度T2；對于采樣間隔不足0.1

s的主熱電偶溫度，連續多個采樣點主熱電偶的溫升速率大于或等于1℃/s，且多個采樣點的總時長

大于3s，則中間采樣時間的溫度定義為主熱電偶的熱失控溫度T2’。如電池熱失控測試過程中，全

程溫升速率低于1℃/s，則T2定義為溫升速率dT/dt發生劇烈變化時的轉折點溫度。

T3為電池單體熱失控過程中內置熱電偶記錄的最高溫度；T3’為ARC主熱電偶記錄的最高溫度。

熱失控放熱總能量按照式（2）和（3）計算。

QkCMTp…………………（2）

TTT=-31………（3）

式中：

Q——放熱量，單位為焦耳（J）；

k——修正系數，經驗值為0.9；

Cp——極芯比熱容，單位為焦耳每千克開爾文（J/（kg·K)）；

M——極芯質量，單位為千克（kg）；

ΔT——溫升，單位為攝氏度（℃）；

T3——電池熱失控內置熱電偶最高溫度，單位為攝氏度（℃）；

T1——電池熱失控內置熱電偶自產熱起始溫度，單位為攝氏度（℃）。

電池材料組分熱穩定性測試和電池組分質量比測試可參見附錄E、附錄F，ARC與DSC測試結果聯

用對比分析示意圖見附錄G。

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附錄A

（規范性）

熱電偶布置方案流程

A.1方殼電池內置熱電偶

F.1試驗對象

電池卷繞式極芯數目≥2的方殼單體電池。對于單卷繞式極芯的方殼電池及疊片式極芯的方殼電池，

內置熱電偶的風險和試驗失敗率較高，建議在樣品單體電池生產過程中完成內置熱電偶的布置和密封。

F.2試驗準備

準備Φ1mm的絕緣鋼針、Φ0.5mm的鎧裝K型熱電偶、耐高溫無機膠、耐高溫膠帶、Φ3～Φ5mm

的鉆頭、電鉆和電壓表等。

F.3試驗環境

內置熱電偶操作需在露點值小于–40℃的干房或者含水量＜10ppm，含氧量＜10ppm的手套箱中

進行。

F.4試驗步驟

方殼電池的內置熱電偶流程見圖A.1，試驗步驟如下：

a)將電池按照6.2規定的方法放空電到下限截止電壓，并記錄靜置30min后記錄單體電池電壓；

b)必要的話需拆解方殼電池上蓋，確認打孔位置，推薦從注液孔位置打孔；若注液孔下面無法

直通電池極芯，則選擇從電池側面打孔。確定打孔位置之后，先用Φ3mm的鉆頭進行打孔，

再用由Φ4mm到Φ5mm的鉆頭慢慢擴大孔的直徑，直到能清楚地看見電池極芯之間的縫隙；

c)置入鋼針：選用一根Φ1mm的鋼針，將一端打磨光滑，包裹上耐高溫膠帶，將鋼針平行著塞

到兩個極芯中間，將兩個極芯中間拓寬出一個豎長的空隙；

d)內置熱電偶：使用耐高溫膠帶將Φ0.5mm的鎧裝K型熱電偶用耐高溫膠帶包裹好并剪成細條

狀，沿著拓寬的空隙塞入兩個極芯之間，熱電偶頭部置于單體電池大面的形心處；

e)密封：為避免耐高溫無機膠接觸電池極芯，先將一部分耐高溫膠帶鋪墊在極芯上，然后將一

部分耐高溫無機膠涂進孔洞內，形成密封膠的內部形狀大于孔徑的結構，防止熱電偶在熱失

控過程中被噴出，再將耐高溫無機膠均勻涂在孔洞表面以形成較大的吸附力。密封之后，使

密封處豎直向上并靜置12h，等待耐高溫無機膠干透；

f)電壓檢測：記錄內置之后電池的電壓，并與試驗前記錄的電壓進行比較，判斷電池是否有內

短路發生。如電壓差＞0.1V則認為內置熱電偶失敗，并將電池進行泡水處理。如電壓差≤

0.1V，則將電池擱置12h并實時記錄電池電壓，這個過程中的電池電壓保持率應在90%以

內，擱置完成后再次進行電壓差的測量，如電壓差＞0.1V則認為內置熱電偶失敗，需將電

池進行泡水處理。如電壓差≤0.1V，需對內置熱電偶電池進行標準容量測試，容量測試應在

防爆箱中開展，容量損失應不大于3%。

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絕緣鋼針

方式2：頂部打

孔(注液孔打孔)

方式1：側面打

孔

絕緣鋼針

（a）放空電（b）打孔（c）置入鋼針

耐高溫無機膠

鎧裝K型熱電偶

電壓表

耐高溫無機膠

鎧裝K型熱電偶

（）內置熱電偶

d（e）密封（f）擱置電壓檢測

圖A.1方殼電池的內置熱電偶流程

F.5試驗結果

溫度傳感器置入電池前后的充放電曲線應保持一致，無明顯自放電現象，充電、放電的電量應基

本一致，內置之后的電池單體應在3天之內開展ARC測試。

A.2軟包電池內置熱電偶

F.1試驗對象

軟包單體電池。

F.2試驗準備

準備0.7mm的玻璃纖維棒、0.5mm的鎧裝K型熱電偶、無機密封膠、耐高溫膠帶、絕緣刀、絕

緣鑷子、電壓表等。

F.3試驗環境

內置熱電偶操作需在露點值小于–40℃的干房或者含水量＜10ppm，含氧量＜10ppm的手套箱中

進行。

F.4試驗步驟

軟包電池的內置熱電偶流程見圖A.2，試驗步驟如下：

a)將單體電池按照6.2規定的方法放空電到下限截止電壓，并記錄靜置30min后記錄單體電池

電壓；

b)確定熱電偶安裝位置后，用絕緣刀具沿著封邊將鋁塑膜切割開約10mm的切口。

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c)將玻璃纖維棒與鎧裝熱電偶并列放置，玻璃纖維棒和熱電偶的頂端用耐高溫膠帶進行固定，

并剪成細條狀。適當松動電池的極芯，用絕緣鑷子從切口處伸入，將鋁塑膜內的活性材料層

間距擴大，將耐高溫條從切口處插入到極芯內部的指定深度。用手按住耐高溫條，使其不再

移動，抽出玻璃纖維棒使熱電偶留在電池內部的指定位置；

d)記錄內置之后的電池電壓，并與試驗前的電壓進行比較，判斷電池是否有內短路發生。如電

壓差＞0.1V則認為內置熱電偶失敗，并將電池進行泡水處理。如電壓差≤0.1V，在切口的

位置使用密封膠密封。密封膠需完全包裹住鎧裝熱電偶的引出位置以及切口，并盡可能少的

接觸電解液。將電池擱置12h并記錄電池電壓，這個過程中電池電壓的保持率應在90%以內，

擱置完成后再次進行電壓差的測量，如電壓差＞0.1V則認為內置熱電偶失敗，仍需將電池

進行泡水處理。如電壓差≤0.1V，需對內置熱電偶電池進行標準容量測試，容量測試應在防

爆箱中開展，容量損失應不大于3%。

鎧裝K型熱電偶

玻璃纖維棒

絕緣刀耐高溫

無機膠

玻璃纖維棒

電壓表

鎧裝K型熱電偶

（a）放空電（b）割口（c）內置（d）密封并測量電壓

圖A.2軟包電池內置熱電偶流程

F.5試驗結果

溫度傳感器置入電池前后的充放電曲線應保持一致，無明顯自放電現象，充、放電的電量應基本

一致。內置之后的單體電池應在3天之內開展ARC測試。

A.3圓柱電池內置熱電偶

F.1試驗對象

圓柱單體電池。

F.2試驗準備

0.7mm的玻璃纖維棒、0.5mm的鎧裝K型熱電偶、無機密封膠、耐高溫膠帶、絕緣刀、絕緣鑷

子、電壓表、2mm的鉆頭和電鉆。

F.3試驗環境

內置熱電偶操作需在露點值小于–40℃的干房或者含水量＜10ppm，含氧量＜10ppm的手套箱中

進行。

F.4試驗步驟

圓柱電池的內置熱電偶流程見圖A.3，試驗步驟如下：

a)將電池按照6.2規定的方法放空電到下限截止電壓，并記錄靜置30min后記錄單體電池電壓；

b)確定熱電偶安裝位置后，用2mm的鉆頭在圓柱電池底部進行打孔，要注意避免鉆頭深入到

電池內部，防止壓裂電池極芯造成短路。

c)將玻璃纖維棒與鎧裝熱電偶并列放置，玻璃纖維棒和熱電偶的頂端用耐高溫膠帶進行固定，

并剪成細條狀，通過鉆孔深入到圓柱電池軸心處，抽出玻璃纖維棒使熱電偶留在電池內部指

定位置；

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d)記錄內置之后電池的電壓，并與試驗前的電壓進行比較，判斷電池是否有內短路發生。如電

壓差＞0.1V則認為內置熱電偶失敗，并將電池進行泡水處理。如電壓差≤0.1V，在打孔的

位置使用無機密封膠密封。無機密封膠需完全包裹住鎧裝熱電偶的引出位置以及洞口，并盡

可能少的接觸電解液。將電池擱置12h并記錄電池電壓，這個過程中的電池電壓保持率應在

90%以內，擱置完成后再次進行電壓差的測量，如電壓差＞0.1V則認為內置熱電偶失敗，仍

需將電池進行泡水處理。如電壓差≤0.1V，需對內置熱電偶電池進行標準容量測試，容量測

試應在防爆箱中開展，容量損失應不大于3%。

底部打孔玻璃纖維棒

鎧裝K型熱電偶

電壓表

耐高溫

無機膠

（a）放空電（b）底部打孔（b）內置（d）密封并測量電壓

圖A.3圓柱電池內置熱電偶流程

F.5試驗結果

溫度傳感器置入電池前后的充放電曲線應保持一致，無明顯自放電現象，充、放電的電量應基本

一致。內置之后的電池單體應在3天之內開展ARC測試。

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附錄B

（資料性）

絕熱加速量熱儀校準流程

B.1絕熱加速量熱儀

絕熱加速量熱儀(ARC)基于絕熱原理設計，可測試較大的電池樣品，靈敏度高，能精確測得樣品熱

分解初始溫度、絕熱分解過程中溫度隨時間的變化曲線、電池單體發生熱失控的溫度和熱失控過程最

高溫度。

ARC由量熱腔體、頂蓋、熱電偶、電腦及控制系統組成，其中頂蓋與量熱腔中內置有加熱器及控制

系統，ARC測試過程中，腔體頂蓋的加熱器，腔體的加熱器及底部加熱器能保持腔內溫度與被測樣品相

同，并及時補充被測樣品與其周圍環境之間的散熱損失，從而維持被測樣品的絕熱測試環境，進而能

夠測量樣品的本征熱反應屬性。

圖B.1絕熱加速量熱儀組成

B.2電池支架夾具

在進行ARC測試的時候，被測電池應位于量熱腔中部，因此需要支架夾具等進行夾持。支架夾具

的選擇應滿足以下要求：

a）支架夾具的高度應能使被測電池置于量熱腔中部；

b）支架夾具的熱容應與電池的熱容接近，這樣才能保證，在同等輻射熱功率輸入的時候，支架的

溫升不會比被測電池高；

c）支架夾具與被測電池不應直接接觸，支架夾具可用耐高溫膠帶進行包覆，進一步避免b）中支

架額外溫升造成的測試誤差。

B.3測試原理

絕熱加速量熱儀的工作原理如圖2所示，絕熱加速量熱儀采用的是“加熱-等待-搜尋-絕熱追蹤”

工作模式。在“加熱”階段，量熱儀的溫度按設定的加熱幅度升高；在“等待”階段，控制器通過比

較被測樣品溫度與腔體各個區域的溫度，保持絕熱，當腔體內的溫度處于均勻平衡狀態時，測試系統

進入“搜尋”階段。在“搜尋”階段，將被測樣品的溫升速率與設定的閾值（一般為0.02℃/min）相

比較，如果前者小于后者，則進行下一個“加熱—等待—搜尋”循環；如果系統檢測到被測樣品的溫

升大于設定的閾值，則測試系統會進入“絕熱追蹤”模式。在“絕熱追蹤”模式中，ARC控制器根據量

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熱腔體各個區域溫度與樣品測試溫度的差異調整量熱腔體各個加熱器啟停時間，從而維持量熱腔體溫

度與樣品的溫度一致，即實現了絕熱環境，直到被測樣品發生熱失控或達到設定的最高溫度。

圖B.2絕熱加速量熱儀的測試原理圖

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附錄C

（規范性）

絕熱加速量熱儀校準流程

C.1校準流程

選擇一個體積及熱容與電池相近的不產熱的物體用于ARC的校準，對于鋰離子動力蓄電池，推薦選

擇鋁合金塊。具體校準流程：

a)將主熱電偶與待測物貼緊，必要時使用夾具夾緊，夾緊與否會影響后續試驗精度；

b)蓋上腔體頂蓋，保持頂蓋與腔體平行并且試驗時與校準時狀態相同；

c)在軟件上進行校準設置，設置測試關鍵參數（初始溫度、終止溫度、溫升梯度、溫升速率閾

值、等待時間）及相關條件。具體參數設置見表C.1；

d)不同主熱電偶之間存在一致性差異，新更換ARC主熱電偶之后要進行校準試驗。

表C.1絕熱加速量熱儀校準參數設置規范表

設置名稱定義建議值

初始溫度第一次進入搜尋階段的溫度值40℃

終止溫度校準程序的終止溫度300℃

溫度臺階不同次絕熱追蹤的溫度調整值25℃

判定電池單體進入自產熱階段

溫升速率閾值0.01℃/min

的溫升速率值

被測對象與腔體進行熱平衡的

等待時間25min

時間

溫度臺階精度溫度采樣步長0.2℃

C.2漂移試驗

漂移試驗是緊接著校準試驗之后的試驗。校準完成后，會形成一個試驗前新定義的校準文件，等

待校準試驗降溫完成后，可直接開展漂移試驗。

漂移試驗操作與實際試驗的操作沒有區別，按照7.2中的參數進行設置，試驗對象采用不產熱的鋁

塊來代替動力蓄電池。

C.3注意事項

試驗過程應注意以下事項：

將ARC內部清洗干凈，不能留下金屬粉末，否則將影響電壓采集精度。主熱電偶比較脆弱，試驗時

輕拿輕放。熱電偶與電池殼體需做絕緣保護，可以使用耐高溫膠帶，必要時使用夾具加緊，保證主熱

電偶測量的可靠性。

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附錄D

（資料性）

電池單體熱失控絕熱量熱測試結果

50Ah鋰離子動力蓄電池的ARC測試結果示例如圖D.1所示。

圖D.1鋰離子動力蓄電池絕熱熱失控測試結果示例

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附錄E

（規范性）

鋰離子電池組分材料熱穩定性的DSC測試方法

E.1試驗環境

全電池的拆解需在露點值小于–40℃的干房或者含水量<10ppm，含氧量<10ppm的手套箱中進

行，DSC制樣操作需在滿足要求的手套箱中進行。

E.2試驗準備

準備如下：

a)將電池放電到下限截止電壓，拆解工具必須為絕緣鑷子、絕緣剪刀、絕緣刀等不導電的工具；

b)戴好絕緣手套和防毒面具，在干房中拆解出的正極極片和負極極片需要快速轉移至手套箱。

E.3DSC制樣及測試流程

制樣及測試流程如下：

a)將拆解得到的電池極片裁成紐扣電池大小的小圓片；

b)將裁好的正、負極片圓片與鋰金屬片分別組裝成數個紐扣電池，選取平均標準容量測試穩定

的紐扣電池為試驗對象，充滿電后在滿足要求的手套箱中拆出充滿電的正、負極圓片；

c)將充滿電的正、負極圓片浸泡在電解液溶劑（DMC，碳酸二甲酯）中，清洗三次洗掉鋰鹽電

解質，并晾干；

d)用刮刀把晾干的正、負極圓片上的活性物質刮下來保存好；

e)分別制作正極材料、負極材料、正極+電解液、負極+電解液、正極+負極、正極+負極+電解

液的試樣，其中正極材料的質量推薦為5mg，負極材料的質量則按照電池組分材料的質量比

確定（見附錄F）。電解液的質量也按照全電池中測得的與正極材料的質量比確定。制樣完

成后的坩堝需要進行扎孔（Φ0.2mm），參比的坩堝也需要扎孔以維持DSC測量的準確性，

但在進行轉移的時候可以用膠帶進行封堵以避免空氣對樣品的影響；

f)按照規范的操作流程進行DSC測試，如圖E.1所示。

電解液

針頭

負極極片紐扣電池充滿電刮刀空坩堝

扎孔

負極粉末

按比例

混合試樣參比

正極極片紐扣電池充滿電刮刀

正極粉末熱流

傳感器

溫度傳感器

（a）裁孔（b）制成紐扣電池（c）浸泡DMC（d）刮粉（e）制樣（f）DSC測試

并充滿電

圖E.1DSC制樣及測試流程

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T/CSAEXX－XX

附錄F

（資料性）

電池組分材料質量比測試

F.1拆解環境

在露點值小于–40℃的干房中拆解，拆解桌面保持干凈、整潔、無雜質。

F.2拆解準備

準備如下：

a)將電池按照6.2放空電到下限截止電壓；

b)對于軟包電池及極芯的拆解工具必須為絕緣鑷子、絕緣剪刀、絕緣刀等不導電的工具，對于

方殼電池殼體的拆解需使用切割工具；

c)佩戴防護手套和防毒面具。

F.3拆解流程

具體拆解流程如下：

a)記錄電池總質量。

b)準備好工具，并整理桌面，開始拆解。

c)拆出鋁塑膜及極耳（對于方殼電池需拆出殼體和端蓋），清洗晾干后稱重。

d)將極芯正極和負極分別拆出，計數并計算總面積，整理好隔膜。

e)分別取2~3片正極和負極極片放入培養皿或其他耐腐蝕容器中，并倒入DMC等溶劑浸泡，目

的是盡可能地去除極片上的鋰鹽溶質。

f)使用大量清水清洗隔膜，洗完烘干后達到去除鋰鹽的目的。

g)將浸泡過DMC的極片晾干后再烘干，并用打孔機對正、負極片分別打4~8個圓片；對正、負

極圓片分別稱重后并取平均值。基于每片正極圓片和負極圓片的質量和面積大小可換算得出

每片正極片和負極片的質量。

h)稱重完成后，將負極片上的活性物質用去離子水沖洗掉，得到光滑的銅箔片；用棉簽及NMP

可以將正極極片上的活性物質去除掉，需要注意盡量不破壞鋁箔的完整性。對鋁箔和銅箔分

別稱重并取平均值。用帶活性物質極片的質量分別減去金屬箔片的質量可得到每片圓片的正

極活性物質和負極活性物質的質量，再用總的極片面積換算得到單體電池的正極活性物質和

負極活性物質的質量。

i)用全電池的質量減去隔膜、正極、負極、鋁塑膜和極耳（軟包電池）或殼體和端蓋（方殼電

池）的質量后，可得到電解液的質量。電池組分質量匯總表示例見表F.1，軟包電池組分質

量測試流程示例如圖F.1所示，方殼電池組分質量測試流程示例如圖F.2所示。

表F.1電池組分質量匯總表示例

鋁塑膜，

電池隔膜正極極片正極金屬正極活性負極極片負極金屬負極活性電解液

極耳

（g）（g）（g）（g）物質（g）（g）（g）物質（g）（g）

（g）

28.146.46

81024.615.6376.34348.24254.93208.47138.53

（Al）（Cu）

注：以上為50Ah三元軟包蓄電池電池組分質量測試結果。

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T/CSAEXX－XX

去離子水浸泡

裁孔DMC浸泡

負極極片

鋁塑膜

裁孔DMC浸泡NMP浸泡

DMC

正極極片

隔膜

電解液

（a）稱重后拆解電池并再次（b）極片計數并（c）極片裁孔（d）圓片浸泡DMC后（e）圓片脫活性物質

稱重鋁塑膜和隔膜計算總面積稱重后稱重

圖F.1軟包電池組分質量測試流程示例

去離子水浸泡

裁孔DMC浸泡

負極極片

鋁殼和端蓋

電池極芯

裁孔DMC浸泡NMP浸泡

DMC

隔膜

正極極片

電解液

（a）稱重后拆解電池并再次（b）極片計數并（c）極片裁孔（d）圓片浸泡DMC后（e）圓片脫活性物質

稱重鋁殼、端蓋和隔膜計算總面積稱重后稱重

圖F.2方殼電池組分質量測試流程示例

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T/CSAEXX－XX

附錄G

（資料性）

ARC與DSC測試結果聯用對比分析示意圖

ARC與DSC測試結果聯用對比分析如下圖所示：

圖G.1ARC與DSC測試結果聯用對比分析示意圖

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ICS43.120

CCST47

中國汽車工程學會標準

T/CSAEXX－XX

鋰離子動力蓄電池熱失控絕熱量熱

測試方法

Thermalrunawayadiabaticcalorimetrytes