您现在的位置:智能制造网>技术中心>环境条件如何影响手机锂电池穿刺试验机的测试结果?

直播推荐

更多>

企业动态

更多>

推荐展会

更多>

环境条件如何影响手机锂电池穿刺试验机的测试结果?

2025年09月24日 09:54:26人气:199来源:上海倾技仪器仪表科技有限公司

环境条件通过影响手机锂电池的自身电化学活性、热传导效率及设备的监测准确性,间接干扰穿刺测试结果的真实性,主要体现在环境温度、相对湿度、通风状况、气压与振动四个维度,具体影响机制及风险如下:

一、环境温度:直接改变电池电化学活性与热失控阈值

环境温度是影响锂电池穿刺结果的核心环境因素,其通过改变电池内部 “活性物质反应速率”“电解液离子迁移速度” 及 “热失控临界条件”,直接扭曲测试结果。

环境温度情况

对电池的影响机制

对测试结果的具体干扰

高温环境(>28℃)

1. 电池初始温度升高,内部电化学活性增强(如正极材料脱锂速度加快、负极析锂风险上升);2. 电解液黏度降低,离子迁移速度加快,短路后反应速率提升;3. 热失控阈值降低(原本需 80℃触发的热失控,可能 60℃即触发)。

1. 穿刺后更易出现明火、爆炸(短路反应更剧烈),导致误判合格电池为不合格;2. 温度传感器监测到的 “最高温度” 偏高(如实际正常温度 60℃,高温环境下可能测到 75℃),超出标准阈值(GB 31241 要求≤60℃),误判不合格。

低温环境(<18℃)

1. 电池初始温度低,电化学活性减弱(活性物质反应缓慢,短路电流减小);2. 电解液黏度升高,离子迁移受阻,短路后热量生成速率降低;3. 电池自身散热加快,穿刺产生的热量易被环境吸收。

1. 穿刺后可能无明显高温、无起火(即使电池本身抗穿刺性能差),导致误判不合格电池为合格;2. 温度升幅平缓(如仅从 15℃升至 45℃),掩盖真实热失控风险,无法反映电池在 “常温使用场景” 下的安全性能。

温度剧烈波动

测试过程中环境温度骤变(如空调直吹导致温度 10 分钟内从 23℃降至 15℃),电池内部热量与环境的交换平衡被打破,热传导效率不稳定。

温度监测曲线出现 “非短路导致的波动”(如环境降温导致电池温度先升后降),干扰对 “短路热失控” 的判断,无法准确识别真实最高温度。

标准控制要求:按 GB 31241、IEC 62133 规定,测试环境温度需稳定在23℃±5℃ ,且测试全程温度波动不超过 ±2℃(需通过实验室恒温系统控制,避免空调直吹、阳光直射)。

二、相对湿度:影响电池绝缘性与测试安全性

相对湿度通过改变电池外壳绝缘性能、电解液稳定性,间接干扰测试结果,同时增加安全风险。

相对湿度情况

对电池 / 设备的影响机制

对测试结果的具体干扰

高湿环境(>75%)

1. 电池外壳(多为铝塑膜)表面易凝结水汽,导致外壳绝缘性下降,穿刺时可能出现 “电池与金属夹具短路”(而非内部电极短路);2. 水汽可能通过穿刺孔渗入电池内部,与电解液反应生成腐蚀性物质(如 HF),加剧电池损坏,干扰 “单纯穿刺短路” 的测试目的;3. 设备的温度传感器(如热电偶)若受潮,可能出现信号漂移,导致温度监测不准确。

1. 误将 “外部短路” 引发的发热判定为 “内部穿刺短路”,导致误判合格电池为不合格;2. 传感器信号漂移可能使监测温度偏高(如实际 55℃,显示 65℃),超出标准阈值,误判不合格。

低湿环境(<30%)

1. 空气干燥导致静电积累(尤其是设备金属部件与电池外壳摩擦时),静电可能击穿电池隔膜,提前引发微短路;2. 电池内部电解液水分含量极低,反应活性略有下降,但影响远小于高湿环境。

1. 静电引发的微短路会使穿刺前电池已处于不稳定状态,穿刺后更易热失控,误判不合格;2. 低湿对温度、短路反应的直接影响较小,但需防范静电导致的 “非穿刺因素干扰”。

标准控制要求:测试环境相对湿度需控制在45%-75% ,可通过加湿器或除湿机调节;同时实验室需配备静电消除器,避免静电积累(尤其是操作前需对电池、夹具进行静电释放)。

三、通风状况:影响热量散逸与监测准确性

通风通过改变测试舱内的 “热量交换效率” 与 “烟雾浓度”,干扰温度监测与异常现象判断。

通风状况

对测试过程的影响机制

对测试结果的具体干扰

通风不良(如排风系统故障)

1. 穿刺后电池产生的热量(或烟雾)无法排出测试舱,导致舱内温度持续升高,形成 “热累积效应”;2. 烟雾包裹温度传感器,传感器监测的是 “烟雾温度” 而非 “电池表面温度”,数据失真;3. 浓烟遮挡防爆舱观察窗,无法通过视觉判断是否起火、漏液。

1. 热累积导致温度监测值偏高(如实际电池温度 60℃,舱内累积热量使传感器显示 70℃),误判不合格;2. 无法观察到细微异常(如轻微漏液被烟雾掩盖),可能误判不合格电池为合格。

过度通风(如强风直吹测试舱)

1. 强风快速带走电池表面热量,导致穿刺后温度升幅减小(如实际应升至 70℃,强风下仅升至 50℃);2. 若风直接吹向温度传感器,会导致传感器监测温度低于电池真实温度。

1. 掩盖电池的真实热失控风险,误判不合格电池为合格;2. 温度曲线平缓,无法识别 “温度骤升” 的关键安全信号,测试结果失去参考价值。

标准控制要求:实验室需配备定向排风系统(排风速率≥10 次 / 小时),风口需避开测试舱正前方(避免直吹),确保舱内热量、烟雾能及时排出,但不干扰电池表面的正常热传导;同时需定期检查排风系统风量,避免故障。

四、气压与振动:次要但需控制的干扰因素

气压与振动对测试结果的影响相对间接,但情况下仍可能干扰测试稳定性。

1. 环境气压

低气压环境(如高原地区,气压<80kPa):空气密度低,热传导效率下降,电池穿刺后热量散逸变慢,温度升幅略高于常压环境(可能使原本 60℃的温度升至 63℃,接近标准阈值);同时低气压下电解液沸点降低,可能增加漏液风险。

高气压环境(如高压实验室,气压>105kPa):热传导效率升高,热量散逸加快,温度升幅略低,但影响极小(通常偏差≤2℃),可忽略不计。

控制要求:若在高原地区测试,需在报告中注明气压条件;若对精度要求高(如研发对比测试),可通过环境舱模拟常压(101kPa±5kPa)。

2. 环境振动

剧烈振动(如实验室靠近车间、道路,振动频率>5Hz):会导致测试过程中电池移位(即使夹具压紧),穿刺针偏离预设位置(如从中心刺向边缘),无法形成有效短路;同时振动可能使温度传感器松动,数据采集中断。

轻微振动(振动频率<2Hz):对测试结果影响可忽略,但需确保设备放置在水平、稳固的地面(如加装防震垫),避免夹具与穿刺针因振动出现偏移。

控制要求:设备需安装在无剧烈振动的独立实验室,地面需做水平校准(水平误差小于等于0.1°),必要时加装防震垫;测试前需检查夹具与传感器的固定状态,避免松动。

总结:环境条件的控制核心

环境条件对测试结果的影响,本质是通过干扰 “电池电化学状态”“热传导平衡”“设备监测精度”,导致测试无法真实模拟 “常温常压下的实际穿刺场景”。因此,控制的核心是创造 “稳定、中性” 的环境—— 既不强化也不削弱电池的穿刺反应,让测试结果仅由 “电池自身抗穿刺性能” 决定,而非环境变量。

实际操作中,需通过 “恒温恒湿系统 + 定向通风 + 静电消除 + 防震固定” 的组合措施,将环境参数稳定在标准范围内,并在测试报告中注明环境条件(温度、湿度、气压),确保结果的可追溯性与可比性。


全年征稿/资讯合作 联系邮箱:1271141964@qq.com

免责声明

  • 凡本网注明"来源:智能制造网"的所有作品,版权均属于智能制造网,转载请必须注明智能制造网,https://www.royalintltours.com。违反者本网将追究相关法律责任。
  • 企业发布的公司新闻、技术文章、资料下载等内容,如涉及侵权、违规遭投诉的,一律由发布企业自行承担责任,本网有权删除内容并追溯责任。
  • 本网转载并注明自其它来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
  • 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

<
更多 >

工控网机器人仪器仪表物联网3D打印工业软件金属加工机械包装机械印刷机械农业机械食品加工设备制药设备仓储物流环保设备造纸机械工程机械纺织机械化工设备电子加工设备水泥设备海洋水利装备矿冶设备新能源设备服装机械印染机械制鞋机械玻璃机械陶瓷设备橡塑设备船舶设备电子元器件电气设备


我要投稿
  • 投稿请发送邮件至:(邮件标题请备注“投稿”)1271141964.qq.com
  • 联系电话0571-89719789
工业4.0时代智能制造领域“互联网+”服务平台
智能制造网APP

功能丰富 实时交流

智能制造网小程序

订阅获取更多服务

微信公众号

关注我们

抖音

智能制造网

抖音号:gkzhan

打开抖音 搜索页扫一扫

视频号

智能制造网

公众号:智能制造网

打开微信扫码关注视频号

快手

智能制造网

快手ID:gkzhan2006

打开快手 扫一扫关注
意见反馈
关闭
企业未开通此功能
详询客服 : 0571-87858618