一、电池比热容测试简介
电池比热容（SpecificHeatCapacity）是衡量电池材料或整体电池在单位质量下温度升高1℃所需热量的关键参数，直接影响电池的热管理设计及安全性。通过比热容测试，可评估电池在充放电、高温环境或热失控场景下的热行为，为优化电池热管理系统（BTMS）提供数据支持，广泛应用于动力电池、储能电池及消费电子电池领域。
二、检测项目
1. 材料级比热容
· 正极材料（如NCM、LFP）、负极材料（石墨、硅碳）、电解液、隔膜等单独测试。
2. 电池级比热容
· 单体电池或模组的整体比热容（包括电极、电解液、外壳等综合热特性）。
3. 动态热特性分析
· 不同荷电状态（SOC）、温度条件下的比热容变化。
三、测试方法
1. 差示扫描量热法（DSC）
· 原理：通过测量样品与参比物在程序控温下的热量差，计算比热容。
· 适用对象：电池材料（如电极粉末、电解液）。
· 标准流程：
o 校准仪器（使用标准物质如蓝宝石）。
o 样品制备（粉末或液体密封于坩埚）。
o 在恒定升温速率下记录热流曲线。
o 通过公式 Cp=m⋅ΔTΔQ 计算比热容。
2. 激光闪射法（LFA）
· 原理：利用短脉冲激光加热样品表面，通过红外探测器测量背面温升曲线，结合热扩散系数计算比热容。
· 适用对象：均质固态材料（如电极片、隔膜）。
· 标准流程：
o 样品切割为薄片（厚度≤1mm）。
o 表面涂覆石墨层以增强吸光性。
o 激光脉冲加热后记录温度变化，通过数学模型计算比热容。
3. 绝热量热法（ARC）扩展应用
· 原理：在绝热环境下测量电池整体热容，结合产热模型推导比热容。
· 适用对象：单体电池或模组整体热特性分析。
四、检测仪器
1. 差示扫描量热仪（DSC）
· 型号示例：TAInstruments Q2000、Mettler Toledo DSC3。
· 关键参数：温度范围（-150℃～600℃）、灵敏度（0.1μW）。
2. 激光闪射分析仪（LFA）
· 型号示例：NETZSCHLFA 467、Linseis LFA 1000。
· 关键参数：激光能量（≥5J）、温控精度（±0.1℃）。
3. 绝热加速量热仪（ARC）
· 型号示例：THT公司EV-ARC、NETZSCH ARC 254。
· 关键参数：加热速率（0.02℃/min～10℃/min）、大测试电池容量（50Ah）。
五、检测成分
1. 电极材料
· 正极：镍钴锰酸锂（NCM）、磷酸铁锂（LFP）。
· 负极：石墨、硅碳复合材料。
2. 电解液
· 锂盐（LiPF₆）、溶剂（碳酸酯类）、添加剂（VC、FEC等）。
3. 隔膜
· 聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）基材，陶瓷涂层。
六、检测标准
1.
· ASTME1269：差示扫描量热法（DSC）测定比热容的标准方法。
· ISO22007-4：激光闪射法（LFA）测量热扩散系数及比热容。
2. 国内标准
· GB/T36281-2018：锂离子电池热性能测试方法。
· GB/T31485-2015：动力电池安全性要求及试验方法（含热特性测试）。
七、检测周期
1. 材料级测试（DSC/LFA）
· 单样品测试：1-2个工作日（含样品制备、数据校准）。
· 批量测试（5个样品以上）：3-5个工作日。
2. 电池级测试（ARC或综合测试）
· 单体电池测试：3-7个工作日（需充放电预处理）。
· 模组测试：7-14个工作日（含热失控风险评估）。
3. 加急服务：周期缩短30%-50%，费用增加20%-40%。
八、检测费用
1. 材料级测试
· DSC法：800-1500元/样品（视材料复杂度）。
· LFA法：1200-2000元/样品（含热扩散系数计算）。
2. 电池级测试
· 单体电池比热容：3000-6000元/样品（含充放电状态模拟）。
· 模组热特性分析：8000-15000元/模组（含热场分布建模）。
3. 附加服务
· 数据建模与报告解读：2000-5000元（提供热管理优化建议）。