电池强制内部短路测试仪

部分认证项目： 电池强制内部短路测试要求

CB认证： a.电池按照制造商规定的充电程序：最大充电电流充到最大充电电压，截止电 

b.拆解电池放置小镍片；（温度20℃±5℃、结露点低于-25℃的环境下拆解单 

c.包卷回电池并使电池达到试验温度；（分别在上限（下限）试验温度加上 放置（45±15）min） 

d.施压步骤。（施压步骤要求在10min内完成，且要求以0.1mm/s的速度对 有小镍片的部位施加压力，同时利用电压表监测单电池输出端电压的变化，当 于50mV的电压降时，或者当施加的压力达到要求时（圆柱型电池800N，方 N，且方形和圆柱型挤压方式也略有差异），即停止降低加压工具并保持30s 压力。） 

结果：不起火。如果没有发生火灾，记录内部短路时的压力。

一、概述：

设备根据IEC62133等标准设计制做，综合测试电池形变、测试电压、压力采集三项参数；采用日本松下伺服电脑软件控制。

二、测试目的：

模拟电芯在制造过程中可能进入的金属粉尘、碎料颗粒等杂质，在正负极间刺穿隔膜造成内部短路时的潜在危险程度。其测试对象针对圆柱形或棱柱形电芯。目前该项测试仅适用于韩国、日本、瑞士及法国。

三、符合标准：

JIS C 8714：2007 便携式电子应用中使用的便携式锂离子二次电池和电池的安全测试

IEC 62133便携式含有碱性或其他非酸性电解质的可充电二次电池和蓄电池的安全标准

四、主要技术参数：

温控箱主要技术参数：

温度范围： -20℃～+100℃

解析精度： 温度：±0.01℃

温度波动度： ±0.5℃

温度均匀度： ≤2.0℃

升温速率： 从-10℃升到+100℃ 小于40min（非线性空载）

降温速率： 从+20℃降到-10℃  小于40min（非线性空载）

内箱尺寸： 宽600×高750×深500（mm）

内箱材质： SUS304不锈钢板

外箱材质： 冷轧钢烤漆处理

温度范围： 可程式彩色触摸屏控制，7寸显示屏

制冷压缩机： 采用法国泰康或日本三洋品牌制冷压缩机

保护装置： 无熔丝开关，压缩机高压、过热、过流保护，超温保护，风机过载保护，保险丝等

压力试验系统主要技术参数：

最大载荷： 200Kg

力值解析度： 1/100000

力值精度： ≤0.5％

位移解析度： 1/1000

位移准确度： ≤0.5％

速度范围： 1 ~ 200mm/min

有效行程： 150mm（不含夹持器）

测试最大平面： 200×200mm（特殊测试宽度亦可依客户需求定制）

电压采集范围： 0 ~ 10V

电压分辨率： 1mv

电压采集频率： 100HZ

动力系统： 日本松下伺服电机+减速机+滚珠丝杆

控制系统： Pulse Command控制系统软件，RS232传输端口连接计算机控制

软件功能： 测试界面软件可实现定速度、定位移、定荷重（可设定保持时间）、定荷重增率、定应力增率、定应变增率等控制模式加上多阶控制模式可满足不同的测试要求。

安全装置： 过载紧急停机装置、上下行程限定装置、自动断点停机功能

电源功率： AC 单相 三线 220V 50/60HZ  5.5KW

备注： L形镍片（客户自行购买）

电芯为什么要进行强制内部短路测试？

动力电池大规模制造启动，安全问题已经成为悬在行业头顶的达摩克利之剑，亟待解决。

电池的安全一般可以归纳为以下三个层面，电芯的固有安全、不同层级的防护安全以及法规/标准规范的（相对）可接受安全。目前，电芯的固有安全依旧是电池安全优先要解决的问题。

衡量电芯固有安全的一个重要方法就是强制其内部短路，测试其是否着火或爆炸以及电芯的压降和温升。

电芯强制内部短路测试的意义

引起电芯内部短路的因素非常多，包括隔膜的特性、开发和设计、制造流程、包装和运输、组装和应用、使用、维护和再利用等等，这些场景都有可能引起电芯的间接或直接内部短路。电芯强制内部短路测试，就是通过模拟极端情况来验证电芯是否发生内部短路以及发生内部短路时是否会着火或爆炸，进而识别电芯的固有安全特性以及电池系统的安全特性。

电芯强制内部短路测试的应用

多数电池标准规范了电芯强制内部短路测试，同时，众多电池及电池应用产品的品牌商将该测试项目作为企业规范。电芯强制内部短路测试广泛应用在对电芯的材料、开发、设计、制程乃至电池模组、电池系统的合规评价上。

电芯强制内部短路测试的标准

IEC 62133-2:2017/AMD1:2021（便携式电池）

Appendix 9 (edition 1)（便携式电池）

JIS C 62133-2:2020（便携式电池）

IEC 62660-3:2016（动力电池）

IEC 62619:2017（工业、储能电池）

电芯强制内部短路测试的方法（IEC 62133-2）

1. 电芯的预处理

1）电芯需要在20 %uB0C%uB15 %uB0C的环境下按照厂家推荐的方法充电，然后以0,2 It A放电至厂家规定的放电截止电压；

2）电芯按照厂家定义的充电上限温度和下限温度放置1-4小时；

3）以最大充电电流和上限充电电压为电芯充电，直到电流减少到0,05 It A。

2. 电芯的拆解

电芯的拆解是电芯强制内部短路测试中的关键一步，但也极具挑战性和争议性。

3. 卷芯的挤压

1）卷芯表面温度稳定在充电上限温度和下限温度的2度范围内后，准备挤压；

2）压具以0,1 mm/s的速度压向卷芯，同时以每秒100次以上的速度监测卷芯电压；

3）当检测到内部短路引起电压下降时，应立即停止挤压，并将压具保持在该位置30秒后释放压力。如果与初始电压相比，电压下降超过50 mV，则确定发生了内部短路。在压降达到50 mV之前，如果压力达到800 N（圆柱型电池）或400 N（方型电池），则立即停止挤压。

4. 合规的判定

测试过程中不起火（企业可能有更加严格的允收标准）。