BTC-500HEL大電池絕熱量熱儀

產(chǎn)品簡(jiǎn)介

BTC-500大電池測(cè)試量熱儀是HEL公司經(jīng)典絕熱加速量熱儀PhiTEC（ARC）系列針對(duì)電池測(cè)試應(yīng)用的升級(jí)版本——將經(jīng)典應(yīng)用擴(kuò)展至重要性越來(lái)越突出的儲(chǔ)能載體的熱危害測(cè)試以及電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)性能評(píng)估領(lǐng)域。

隨著電池組體積的不斷增大，其發(fā)生熱失控導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸的危險(xiǎn)性與過(guò)去相比的后果嚴(yán)重性也與日俱增。HEL  特?fù)?jù)此提供多種型號(hào)ARC絕熱量熱儀以滿足不同客戶的精確需求。

作為真正具有實(shí)用價(jià)值的熱危害和熱管理系統(tǒng)安全評(píng)估工具，BTC能幫助電池設(shè)計(jì)和生產(chǎn)機(jī)構(gòu)更科學(xué)、從容地應(yīng)對(duì)不斷增長(zhǎng)的對(duì)大體積高性能電池的市場(chǎng)需求。BTC-500大電池測(cè)試量熱儀可為多次充放電循環(huán)過(guò)程提供穩(wěn)定的溫度控制，對(duì)各種規(guī)格電池的熱效應(yīng)評(píng)估和潛在危險(xiǎn)性分析提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

一套設(shè)備即可完成所有測(cè)試

可精確測(cè)試小電池組件、18650電池、大電池及大電池組的相關(guān)數(shù)據(jù)。

可選配自動(dòng)變焦內(nèi)置高清實(shí)時(shí)監(jiān)控/成像系統(tǒng)，全程記錄PhiTEC  BTC儀器內(nèi)部電池樣品在熱危害測(cè)試/充放電過(guò)程中的表觀現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)測(cè)試過(guò)程的可視化，提供更多直觀信息方便數(shù)據(jù)解讀。

BTC-500HEL大電池絕熱量熱儀技術(shù)

絕熱量熱

“絕熱"的字面意思為“熱量不可傳遞"，在熱力學(xué)中我們用它指代一個(gè)熱量無(wú)法傳入及傳出的系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中，它是通過(guò)將測(cè)試池所處的環(huán)境溫度調(diào)節(jié)到到與測(cè)試池本身相同的溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。此時(shí)，測(cè)試池及其環(huán)境溫度之間沒(méi)有溫差，從技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的熱動(dòng)態(tài)密閉，即測(cè)試池內(nèi)的任何熱量變化必然是其內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)過(guò)程所導(dǎo)致。

非常有趣的理論，卻代表著熱穩(wěn)定性研究的一大突破。

為什么要關(guān)心絕熱量熱呢？——為了安全。

在大型化工廠中，化學(xué)反應(yīng)放熱的速度遠(yuǎn)勝于工廠冷卻設(shè)備散熱的速度。在這種情況下，反應(yīng)系統(tǒng)就具備了一定的絕熱特性——究其本質(zhì)，容器內(nèi)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的所有熱量都積聚在自身體系中，這往往會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的潛在危害性甚至惡性事故的發(fā)生。

因此，在大型化工廠進(jìn)行工藝放大或是生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大之前，研究其化學(xué)反應(yīng)的絕熱特性至關(guān)重要！

HEL的在線絕熱校準(zhǔn)

PhiTEC (ARC)  系列絕熱加速量熱儀基于HEL海量的熱危害研究實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用復(fù)雜精準(zhǔn)的多維數(shù)學(xué)模型，僅需在每次實(shí)驗(yàn)開(kāi)始階段進(jìn)行一個(gè)30分鐘的標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)步驟，結(jié)合各溫度臺(tái)階下的動(dòng)態(tài)修正，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)體系的精確絕熱控制  。它可以精確測(cè)定不同規(guī)格或形狀測(cè)試池及樣品在不同測(cè)試條件下的熱損失情況，并進(jìn)行反饋補(bǔ)償，無(wú)需對(duì)系統(tǒng)或測(cè)試池進(jìn)行改變、無(wú)需復(fù)雜費(fèi)時(shí)且不準(zhǔn)確的“空彈校準(zhǔn)"*。  

HEL資深的化學(xué)家和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估咨詢師經(jīng)過(guò)多年努力，將1970年代晚期陶氏化學(xué)基于絕熱量熱原理的ARC設(shè)備的技術(shù)性能推進(jìn)到一個(gè)新的高度。HEL持續(xù)地致力于將其豐富的熱危害評(píng)估和化學(xué)反應(yīng)研究經(jīng)驗(yàn)注入其遠(yuǎn)比傳統(tǒng)ARC更精良的專業(yè)化PhiTEC (ARC)  設(shè)備，為客戶提供一系列的的高性能絕熱安全工具，作為構(gòu)建現(xiàn)代安全實(shí)驗(yàn)室的重要技術(shù)支柱。

 PhiTEC系列產(chǎn)品自1987年起，根據(jù)客戶安全咨詢的需求不斷進(jìn)行改進(jìn)，現(xiàn)已發(fā)展成為涵蓋從初級(jí)水平至專業(yè)水平的系列全套產(chǎn)品，足以滿足安全領(lǐng)域所有的專業(yè)應(yīng)用需求。   PhiTEC I  (ARC)  絕熱加速量熱儀

PhiTEC I (ARC) 是經(jīng)典型的絕熱量熱儀,采用8~11毫升高壓玻璃、不銹鋼或合金測(cè)試池，可用于測(cè)試化學(xué)物質(zhì)，如各種液體、粉末、漿液，以及上述物質(zhì)混合、以及測(cè)試過(guò)程中加入液體或氣體等樣品，以獲取熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，如SADT、TMR等參數(shù)，并據(jù)此確定加工、貯存和運(yùn)輸?shù)陌踩珬l件。

該設(shè)備也可應(yīng)用于測(cè)試小規(guī)格電池（最大支持26650電池）和電池原材料的熱穩(wěn)定性及安全性。 PhiTEC  II 絕熱加速量熱儀  PhiTEC  II型絕熱加速量熱儀是低熱惰性因子絕熱加速量熱儀，適用于原位模擬大規(guī)模反應(yīng)的實(shí)際熱危害過(guò)程、泄爆口設(shè)計(jì)、熱失控反應(yīng)分析，可直接得到動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)數(shù)據(jù)。向下兼容TSU及PhiTEC I (ARC)  型儀器全部功能，可使用標(biāo)準(zhǔn)ARC測(cè)試池進(jìn)行測(cè)試，但其的優(yōu)勢(shì)在于可使用薄壁大體積測(cè)試池，通過(guò)在測(cè)試池外進(jìn)行自動(dòng)壓力跟蹤補(bǔ)償來(lái)確保測(cè)池內(nèi)外壓力一致，避免測(cè)試池爆裂及意外發(fā)生。

PhiTEC II的薄壁測(cè)試池意味著測(cè)試體系可以達(dá)到非常低的因子（亦稱絕熱因子或熱惰性因子）——可以精準(zhǔn)預(yù)測(cè)化工廠大型反應(yīng)裝置的安全性及潛在危險(xiǎn)性。

BTC  大電池測(cè)試絕熱加速量熱儀

BTC電池測(cè)試量熱儀是HEL公司經(jīng)典絕熱量熱儀 PhiTEC (ARC)  系列針對(duì)電池測(cè)試的升級(jí)版本——將經(jīng)典應(yīng)用擴(kuò)展至重要性越來(lái)越突出的儲(chǔ)能載體設(shè)備測(cè)試，最大可容納Φ50 x 50cm規(guī)格的樣品。

BTC是PhiTEC I  (ARC) 的電池測(cè)試專業(yè)版，保留了PhiTEC I  (ARC)的所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)采用了適應(yīng)大電池（例如EV 或 HEV）的大測(cè)試艙室。該系統(tǒng)適用于測(cè)試各種類型的電池，從普通的AA電池到車輛電池至軍事或航空專用電池都可輕松應(yīng)對(duì)。

特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

PhiTEC BTC-500大電池絕熱量熱儀的設(shè)計(jì)

標(biāo)配大體積絕熱腔（Φ35×35或Φ50×50  cm）用于測(cè)試大電池及大體積元件，并兼容材料及小規(guī)格電池測(cè)試
可選配標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格絕熱腔，更方便快捷地用于電池材料、小電池（18650、26650等）測(cè)試
精確的溫度控制——多組跟蹤加熱器確保均勻加熱
直接測(cè)量樣品溫度
可擴(kuò)展8組或16組不同的溫度數(shù)據(jù)采集通道，詳盡反映實(shí)驗(yàn)全貌
可選配穿刺模擬、短路模擬及過(guò)充模擬測(cè)試組件
可選配電池內(nèi)外壓測(cè)試組件

安全控制設(shè)計(jì)

堅(jiān)固的多層環(huán)形不銹鋼抗爆結(jié)構(gòu)外殼，耐壓高達(dá)30MPa
自動(dòng)泄壓閥及防爆片雙重保護(hù)
自動(dòng)緊急停車
自動(dòng)快速冷卻模塊（選配）

測(cè)試應(yīng)用

成品電池
電池元件( Anode, Cathode,  Electrolyte, SEI)
任何充放電狀態(tài)的電池（包括過(guò)充和過(guò)放）

絕熱量熱

HEL在線校準(zhǔn)在每個(gè)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前僅需30分鐘即可自行完成，可在實(shí)驗(yàn)運(yùn)行過(guò)程中多次重復(fù)10分鐘的校準(zhǔn)過(guò)程并實(shí)時(shí)修正，該方式可使儀器長(zhǎng)期保持精準(zhǔn)的校準(zhǔn)狀態(tài)并可自動(dòng)適應(yīng)不同規(guī)格及形狀的測(cè)試池、電池及其他樣品。

充放電測(cè)試集成

全功能軟件集成控制的充放電循環(huán)裝置，供電功率/電流載荷可控范圍廣，可自動(dòng)測(cè)試各種充電、放電、短路和其他常規(guī)操作下電池的相關(guān)數(shù)據(jù)及安全性能，也可與用戶自己提供的輔助測(cè)量設(shè)備配套使用。

測(cè)試實(shí)驗(yàn)

系統(tǒng)提供4種測(cè)試方法，其中2種為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試

穩(wěn)定性測(cè)試

電池安全基本篩選方法，用于初步分析樣品熱穩(wěn)定性。儀器勻速升溫直至放熱反應(yīng)開(kāi)始 - 類似于DSC測(cè)試

加熱-等待-掃描 （H-W-S）

幾十年來(lái)，陶氏化學(xué)的經(jīng)典絕熱加速量熱儀ARC被廣為使用，PhiTEC沿用其標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，  樣品以階梯態(tài)勢(shì)升溫，每次升溫之間間隔足夠的時(shí)間以“搜索"放熱反應(yīng)發(fā)生的起始點(diǎn)（Onset），其探測(cè)結(jié)果與設(shè)備靈敏度有關(guān)。一旦探測(cè)到放熱反應(yīng)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟用絕熱追蹤模式，用于精確評(píng)定樣品安全性能。

該測(cè)試模式用于評(píng)估電池的熱穩(wěn)定性：BTC可準(zhǔn)確測(cè)定電池自放熱起始溫度“onset"點(diǎn)、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)、反應(yīng)釋放的總能量等定量信息，從而對(duì)電池?zé)岚踩?熱危害進(jìn)行全面的評(píng)估。測(cè)試數(shù)據(jù)也可用于電池的設(shè)計(jì)和研發(fā)。

破壞性試驗(yàn)

也可將電池置于耐高壓的絕熱腔中進(jìn)行破壞性實(shí)驗(yàn)——通過(guò)測(cè)量密閉空間分解反應(yīng)的氣體產(chǎn)生速度和溫升數(shù)值、溫升速率等評(píng)估其安全性或危害性。

以上應(yīng)用包括濫用測(cè)試——評(píng)價(jià)物理性損壞（如穿刺或擠壓損壞）造成的電池性能改變，可選配標(biāo)準(zhǔn)穿刺/擠壓組件或和用戶定制組件。

放熱量和比熱測(cè)定

BTC可用于電池平均比熱Cp的測(cè)定，并可進(jìn)一步對(duì)電池的自放熱（self-heating）參數(shù)進(jìn)行定量分析，用于表征電池自放熱反應(yīng)的能量輸出。

PhiTEC  BTC的低溫應(yīng)用

PhiTEC  BTC-500大電池絕熱加速量熱儀超低溫/低溫應(yīng)用

越來(lái)越多的鋰離子電池研究工作需要在低溫環(huán)境下進(jìn)行，而標(biāo)準(zhǔn)的熱篩選量熱儀僅可在室溫以上工作。HEL公司的PhiTEC系列絕熱加速量熱儀最新擴(kuò)展了低溫測(cè)試功能，能夠測(cè)試超低溫環(huán)境下電池的性能，低測(cè)試溫度可達(dá)-80℃，這一突破性的功能取決于以下兩個(gè)重要組件的性能優(yōu)勢(shì)：

此性能得益于：

1.系統(tǒng)機(jī)械性能的設(shè)計(jì)改進(jìn)，爐體及測(cè)試池部分能夠通過(guò)制冷設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單快速的控溫冷卻，低可操作溫度由其外接制冷設(shè)備的性能決定（注：采用介質(zhì)制冷，遠(yuǎn)優(yōu)于“風(fēng)冷"，不會(huì)產(chǎn)生擾流、湍流等影響樣品本身熱性能測(cè)試的問(wèn)題）。

2.全自動(dòng)軟件控制使得儀器可以從任何起始溫度開(kāi)始進(jìn)行穩(wěn)定測(cè)試，無(wú)需任何額外的空彈校準(zhǔn)。

事實(shí)上，以上兩個(gè)特性的結(jié)合，使得PhiTEC(ARC)  系統(tǒng)可立即連接制冷設(shè)備擴(kuò)展其工作溫度范圍。這意味著PhiTEC (ARC)  的低溫模塊設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)模塊設(shè)計(jì)融為一體，地實(shí)現(xiàn)了從超低溫/低溫、到室溫、直至高溫測(cè)試性能的一致性。

熱敏感化學(xué)物質(zhì)、電池、電池組或電池原件的低溫絕熱測(cè)試典型數(shù)據(jù)如下圖所示，測(cè)試起始溫度為-20℃，采用標(biāo)準(zhǔn)HWS測(cè)試模式，直至儀器探測(cè)到放熱反應(yīng)，從該溫度點(diǎn)（大約為20℃）開(kāi)始，樣品進(jìn)入自放熱階段。