新能源电池挤压测试

技术概述

新能源电池挤压测试是评估锂离子电池、镍氢电池等新能源电池产品在机械滥用条件下安全性能的重要检测手段。随着新能源汽车、储能电站、消费电子等领域的快速发展，新能源电池的装机量逐年攀升，其安全性问题也日益受到社会各界的广泛关注。电池在实际使用、运输及安装过程中，不可避免地会受到挤压、碰撞、振动等机械应力的作用，一旦电池内部结构因外部受力而发生变形，可能导致隔膜破裂、内短路，进而引发热失控，出现冒烟、起火甚至爆炸等严重安全事故。

挤压测试通过模拟电池遭受外部机械挤压的工况，对电池施加规定的挤压力或使其达到规定的变形量，观测试验过程中及试验后电池的电压、温度、外观变化情况，判断电池是否发生起火、爆炸等失效现象，从而评估电池的设计安全性和制造质量水平。该测试属于电池机械滥用测试的核心项目之一，与振动、冲击、跌落、针刺等测试共同构成电池安全评价体系。

目前，新能源电池挤压测试涉及的主要标准包括GB 38031《电动汽车用动力蓄电池安全要求》、GB/T 31485《动力蓄电池安全要求及试验方法》、IEC 62133《含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组安全要求》、UL 1642《锂电池安全标准》以及UN 38.3《关于危险货物运输的建议书》等。不同标准对挤压方式、挤压板形状、挤压力大小、变形量、终止条件等参数的规定存在差异，检测机构需要根据电池的类型、应用场景及客户需求选择相应的测试标准。

检测样品

新能源电池挤压测试适用的样品范围广泛，涵盖了从电芯到系统级别的各类电池产品。送检样品一般要求为出厂状态良好、外观无明显损伤的电池，并需根据标准要求充电至规定的荷电状态。常见的检测样品类型包括：

• 圆柱形锂离子电芯：如广泛应用于电动汽车、电动工具等领域的小容量圆柱电芯；
• 方形锂离子电芯：多用于动力电池及储能领域的大容量方形电芯；
• 软包锂离子电芯：采用铝塑膜封装的聚合物软包电芯；
• 电池模组：由多个电芯通过串并联方式组合而成的模块化产品；
• 电池包：包含模组、结构件、电池管理系统等的完整电池系统；
• 消费类锂电池：手机、笔记本电脑、平板电脑、可穿戴设备用锂电池；
• 储能用锂电池：家庭储能、工商业储能及电网级储能系统用电池；
• 其他类型新能源电池：镍氢电池、钠离子电池、固态电池等新型电池产品。

送检时，建议客户根据产品类型和测试标准要求准备相应数量的样品，并提供电池的规格书、额定容量、标称电压、充电制度等技术资料，以便实验室制定科学合理的测试方案。

检测项目

新能源电池挤压测试的核心检测项目围绕机械挤压工况下的电池安全响应展开，主要包括以下内容：

• 挤压试验：采用平板挤压或圆柱形挤压头对电池施加压力，直至达到规定的挤压力或变形量；
• 电压监测：实时监测试验过程中电池电压的变化情况，判断是否出现内短路；
• 温度监测：采集试验过程中电池表面温度数据，分析温升速率和最高温度；
• 变形量监测：记录电池在挤压过程中的形变程度及形变保持时间；
• 外观检查：观察试验后电池是否出现漏液、破裂、变形等外观异常；
• 安全失效判定：判断电池是否发生起火、爆炸等失效现象；
• 荷电状态准备：根据标准要求将电池充电至满电状态或其他规定SOC状态；
• 环境适应性组合测试：根据客户需求，开展挤压与其他环境应力组合的定制化测试。

通过上述检测项目的综合评估，可以全面了解电池在机械挤压条件下的安全表现，为电池产品的设计改进、质量控制及合规认证提供可靠的数据支撑。

检测方法

新能源电池挤压测试的试验方法依据不同的产品类型和适用标准而有所区别。一般而言，测试流程包括样品预处理、测试条件设定、挤压实施、过程监测及结果判定等环节。

首先，对送检电池进行外观检查和基本性能确认，确认电池无机械损伤、无漏液等异常后，按照标准规定的充电制度将电池充电至满电状态或规定的荷电状态，并静置至温度稳定。然后，将电池放置于挤压测试设备的测试平台上，根据电池的外形特点选择合适的挤压方向：圆柱形电池通常沿垂直于电池轴向的方向进行挤压，方形和软包电池一般选择电池大面积面进行挤压。

挤压实施阶段，采用一定直径的圆柱形挤压头或平板对电池缓慢施加压力。以动力电池相关标准为例，挤压通常采用半径不大于75毫米的半圆柱形挤压头，从两个垂直于电池面的方向进行施压，挤压力逐步增大至标准规定的数值，或持续挤压直至电池变形量达到原始尺寸的规定比例。挤压过程中一旦满足终止条件，如挤压力达到上限、电压降为零、变形量达标或电池发生明显安全失效，即停止施压并保持一定时间。

试验过程中，通过数据采集系统实时记录电池的电压、温度及挤压力变化曲线，同时借助摄像设备记录试验全程的物理现象。试验结束后，观察电池一段时间，判定电池是否出现起火、爆炸现象。整个试验过程需在具备安全防护条件的专用试验区域内进行，试验人员应做好安全防护措施，以应对可能发生的危险情况。

检测仪器

新能源电池挤压测试需要依托专业的试验设备和完善的监测系统，实验室常用的检测仪器包括：

• 电池挤压试验机：具备高精度力值控制和位移控制能力，可实现恒力挤压、恒位移挤压等多种试验模式；
• 伺服液压加载系统：提供稳定可控的挤压力输出，满足大容量电池包级别的测试需求；
• 数据采集系统：同步采集电压、温度、力值、位移等多通道数据，生成完整的试验曲线；
• 温度测量装置：包括热电偶、红外测温仪等，用于监测试验过程中电池表面及环境的温度变化；
• 电压监测装置：实时采集电池端电压，识别内短路等异常情况；
• 高速摄像系统：记录试验过程中的电池形变、冒烟、起火等现象，为失效分析提供影像资料；
• 防爆安全防护装置：包括防爆箱、防护罩、排烟系统及消防设施，保障试验安全进行；
• 环境试验设备：用于样品预处理的恒温恒湿箱、充放电柜等辅助设备。

完善的仪器配置和规范的设备管理是保证测试数据准确性和可追溯性的基础，实验室应定期对关键设备进行校准和维护，确保测试条件符合标准要求。

应用领域

新能源电池挤压测试的应用领域十分广泛，覆盖了电池产业链的多个环节，主要包括：

• 新能源汽车行业：动力电池电芯、模组及电池包的安全性能验证与型式试验；
• 储能行业：储能电池及储能系统的安全评估与准入测试；
• 消费电子行业：手机、笔记本、数码产品用锂电池的安全检测；
• 电动两轮车及电动工具：轻型电动车电池、电动工具电池的机械安全测试；
• 电池制造企业：新产品研发验证、生产质量管控及出厂检验；
• 科研院所及高校：电池材料研究、结构设计优化及失效机理分析；
• 政府监管部门及第三方质检：产品质量监督抽查、事故鉴定与技术仲裁；
• 交通运输领域：电池及含电池产品运输安全条件评估。

通过开展挤压测试，企业能够及时发现电池产品在机械安全方面的薄弱环节，优化电池结构设计和制造工艺，提升产品的整体安全水平，降低市场应用风险。

常见问题

问题一：新能源电池挤压测试的检测周期是多久？

新能源电池挤压测试的检测周期一般为7-15个工作日。具体周期会受到多种因素的影响，包括检测项目的数量、送检样品的数量、测试方法的复杂程度、样品预处理所需的时间以及试验后的观察时间等。如果客户需要开展多项安全测试的组合项目，或样品数量较多，周期可能会相应延长。对于时间紧迫的客户，部分实验室可以提供加急服务，通过优化排期缩短检测周期，建议客户在送检前与检测机构沟通具体的时间安排。

问题二：新能源电池挤压测试的检测价格是多少？

新能源电池挤压测试的价格受到多方面因素的影响，主要包括检测项目的具体内容、所依据的测试标准和方法、送检样品的类型与数量、检测周期要求以及是否需要附加服务等。不同类型的电池样品（如电芯、模组、电池包）在测试设备、测试条件和试验难度上存在差异，费用也会有所不同。如需了解具体的检测报价，建议客户直接与我们的技术顾问联系，提供产品信息和测试需求后，我们将为您量身定制测试方案并提供详细的报价信息。

问题三：新能源电池挤压测试需要什么资质？

开展新能源电池挤压测试应选择具备相应检测资质的机构。我们旗下拥有CMA和CNAS资质，检测能力范围覆盖新能源电池的多项安全测试项目，能够满足不同行业客户对检测报告权威性和认可度的要求。同时，我们拥有专业的技术团队和经验丰富的测试工程师，配备了完善的电池挤压测试设备与安全防护设施，可为客户提供规范、准确、高效的检测服务，并根据客户需求提供专业的技术咨询和测试方案设计支持。

问题四：挤压测试前电池需要进行哪些预处理？

挤压测试前，电池样品通常需要按照标准要求进行预处理。一般流程包括外观检查、容量确认、按规定的充电制度将电池充电至满电状态或规定的荷电状态，随后在标准环境条件下静置一定时间，确保电池温度和环境温度达到稳定。预处理是保证测试结果有效性和可比性的重要环节，不同标准对荷电状态和静置时间的要求可能存在差异，实验室会依据具体适用标准执行相应的预处理程序。

问题五：挤压测试的判定标准是什么？

挤压测试的合格判定以电池是否发生起火、爆炸为核心依据。按照主流安全标准的要求，电池在挤压过程中及试验后规定观察时间内不发生起火、不发生爆炸，一般可判定为通过测试。部分标准还会结合电压变化、温度变化及外观状态进行辅助评估。需要说明的是，不同标准的具体判定条款存在差异，例如动力电池、消费类电池及运输安全评估所采用的判定要求不尽相同，具体应以产品适用的标准文件为准。

问题六：挤压测试和针刺测试有什么区别？

挤压测试和针刺测试同属电池内短路安全评估方法，但两者模拟的滥用工况有所不同。挤压测试是通过外部压力使电池整体发生形变，模拟电池被重物挤压或受外部机械压缩的场景，考察大面积受力下的安全表现；针刺测试是用钢针刺穿电池内部，直接造成局部内短路，模拟更剧烈的内部短路工况。两者的试验装置、施力方式和评价指标均有不同，企业可根据产品定位、目标市场法规要求及客户规范选择开展相应的测试项目。

问题七：挤压测试后的样品如何处理？

挤压测试后的电池样品可能存在漏液、变形、活性物质残留等安全隐患，需要按照危险品管理要求进行妥善处理。实验室通常会将试验后样品放置在专用观察区进行安全观察，确认无起火风险后，采用防爆存储容器隔离存放。对于需要留存用于失效分析的样品，实验室可配合客户进行拆解分析；对于无需留样的样品，则通过有资质的处置渠道进行无害化处理。客户如有特殊留样或退样需求，可在委托测试时与实验室提前确认相关安排。