为什么电池要做针刺穿透测试？

点击:0 | 2023-03-18

Nail Penetration Test，一种内部短路测试方法，是一种测试锂离子电池内部短路耐受能力的安全测试。针刺测试是用钢钉穿过电池模拟内部短路，以确认电池是否冒烟、着火或破裂的测试。此外，针刺测试不仅是确认电池安全性的测试，也是了解电池基本性质的测试。

在正常状态下，锂离子电池的正负极片被有机电解液中的高分子绝缘膜——隔膜绝缘。在此状态下，将钢钉插入锂离子电池中，使正负极板短路，强制进行内部短路测试。该测试方法的特点是可以调整插入电池内部的钢钉的直径、材料、插入深度、插入位置和插入速度等测试条件。

电池针刺穿透测试

针刺穿透测试的危险：

锂离子电池需要用针刺进行测试，这意味着它们极易发生内部短路，如果发生短路，将处于非常危险的状态。锂离子电池具有能量密度高、内阻低、允许通过电流高等特点，非常危险。一般来说，电池在使用过程中发生内部短路，是因为制造过程中混入了导电异物，或者是受到了外界的冲击或压力。

现实中，产品一旦制造出来，控制系统内部短路，包括电池充放电、电路等，都很难采取措施。当发生内部短路时，电池内部会通过巨大的短路电流，随后会产生焦耳热，而焦耳热又会导致可燃有机电解质发生反应，产生高温气体，从而增加发生故障的可能性。热失控。

发生热失控时，会冒烟、起火。严重时会发生破裂，危及使用者的人身安全。从用户的角度来看，确保电池的安全对于锂离子电池的应用很重要 Pinprick测试是利用钢钉插入电池内部，以相对简单的方式在正负极之间产生内部短路方式。但是，当钉子插入电池，在电池表面形成穿孔时，这个孔会释放出高温气体，导致电池内部散热状态发生变化，可能与实际内部短路情况。

不形成穿孔和不喷气的短路测试：

它被称为钝指甲测试 (BNT)，这种方法通过钉子的压力使电池的电极材料（正负极片）之间发生短路，测试后电池仅轻微变形。与通常的针刺测试相比，这种方法可以创建更接近实际内部短路的状态。

实验装置的准备：

要执行此测试，手动将钉子钉入锂离子电池绝对不是一种选择，也不应轻易尝试 - 钉子可能会飞出并导致手和身体受伤。因此，有必要建立一个pinning测试机。使用市售的台式手压机（另需液压泵，最大压力4000kg，行程120mm，行程延长250mm长），制作了可适配3种直径钢钉（φ3mm、φ5mm、φ8mm、100mm长）的钉入度测试仪. 或者您也可以直接购买帝格贝尔的测钉仪，帝格贝尔的测钉仪可以按照您的要求生产。

安全措施

考虑到安全性，应确保测试仪可以在一定距离内操作，将液压泵安装在别处，并在行程延长杆的头部加装钉子夹具，以固定不同尺寸的钉子。将钉子插入夹具，调整好位置后用螺栓固定。进钉速度，经过多次人工液压测试，我们通过测量行程和移动时间得到0.7mm/s左右的结果。

针刺穿透测试总结：

电池正负极通过观察探头连接到示波器，观察电压波形。使用通用存储记录器（日经电机 8855 型）观察波形，并将观察探头连接到安装在存储记录器中的电压和电流单元（8951）。