電池擠壓針刺試驗機用于鋰原電池和其它原電池、以及鋰離子電池（用于移動電話、筆記本電腦、攝像機等數(shù)碼電子產(chǎn)品）、鎳氫、鎳鎘以及鉛酸電池（用于電動工具、玩具、電動自行車等產(chǎn)品）的擠壓試驗項目

技術(shù)規(guī)格要求：

1 適用范圍1.1 適用標(biāo)準(zhǔn)

電池擠壓試驗裝置滿足GB 47372-2026、GB 31241.3征求意見稿等標(biāo)準(zhǔn)試驗的要求

1.2 試驗要求

 1）GB 47372-2026擠壓試驗

將電池按照標(biāo)準(zhǔn)方法充滿電后，將電池置于兩個平面內(nèi)，將直徑 25 mm 的鋼質(zhì)半圓柱體置于電池上進行擠壓，半圓柱體縱軸經(jīng)過樣品幾何中心且與電池極耳方向垂直，擠壓電池的速度為 0.1 mm/s。一旦壓力達到最大值或電池的電壓下降三分之一，即可停止擠壓試驗并觀察 5 min。試驗過程中電池應(yīng)防止發(fā)生外部短路。

硬殼方型電池和圓柱型電池擠壓力應(yīng)為 20 kN±1.2 kN，軟包方型電池根據(jù)電池寬度按照表 5 規(guī)定的擠壓力進行。

試驗中電池放置方式參照圖 3 所示。1 個樣品僅做一次擠壓試驗。擠壓過程中，擠壓達到截止條件和擠壓裝置停止的時間間隔應(yīng)不大于 100 ms。

電池應(yīng)不起火、不爆炸。

  2）GB 31241.3征求意見稿擠壓試驗

將電池按照 4.5 規(guī)定的充放電程序進行 25 個充放電完整循環(huán)，充放電程序之間擱置 30 min，然后按照 4.5.1 規(guī)定的試驗方法充滿電后，將電池置于兩個平面內(nèi)，垂直于極板方向進行擠壓，兩平板間施加26.0 kN±1.56 kN的擠壓力，擠壓電池的速度為 0.1 mm/s。一旦壓力達到最大值或電池的電壓下降三分之一，即可停止擠壓試驗。試驗過程中電池應(yīng)防止發(fā)生外部短路。

圓柱型電池擠壓時使其縱軸向與兩平板平行，扣式電池采用電池上下兩面與兩平板平行的方式進行擠壓試驗，方型電池（硬殼）、長度小于 25mm 的方型軟包裝電池、及其他類型電池只對電池的寬面進行擠壓試驗。對于樣品長度不小于 25mm 的方型軟包裝電池，需將直徑 25 mm 的鋼質(zhì)半圓柱體置于電池寬面上進行擠壓，半圓柱體縱軸經(jīng)過寬面幾何中心且與電池極耳方向垂直，長度需大于被擠壓電池尺寸，擠壓力達到表 9 中軟包裝電池寬度對應(yīng)擠壓力后截止。

試驗中電池放置方式參照圖 4 所示。1 個樣品只做一次擠壓試驗。擠壓過程中，擠壓達到截止條件和擠壓裝置停止的時間間隔應(yīng)不大于 100ms。

3）GB 47372-2026針刺試驗

將電池按照標(biāo)準(zhǔn)方法充滿電，用直徑為 4 mm 的耐高溫鋼針（如鎢鋼），針尖的圓錐角為 14°，以 (20±1) mm/s 的速度，從垂直于電池極板的方向貫穿電池的幾何中心，針尖完全穿過電池，鋼針停留在電池中，觀察 5 min。

電池應(yīng)不起火、不爆炸。

4）GB43854—2024針刺試驗

電池按照6.2.1.1的試驗方法充滿電后,用直徑?5mm的耐高溫鋼針(如鎢鋼,針尖的圓錐角為 45°),以(25±5)mm/s的速度,從垂直于電池極板的方向貫穿電池的幾何中心,鋼針停留在電池中,并觀察1h

5.特殊夾具技術(shù)要求

三角錘兩面成35mm的直角三角形，R值為0.9㎜±0.05㎜，角度為90 ±1度，長度需比電池長

2 主要技術(shù)參數(shù)與功能

2.1 主要技術(shù)參數(shù)

1）最大擠壓壓力：1-20kN（可設(shè)置），壓力分辨率0.01kN, 擠壓力精度：<±0.5%FSA

2）最大相對擠壓行程（可調(diào)節(jié)）： ≤200 mm,位移分辨率0.01mm,位移精度0.05mm

3）擠壓針刺動力：伺服驅(qū)動；

4）擠壓速度調(diào)節(jié)：0.05-10mm/s 設(shè)置；速度精度：<±0.5%FSA

5）擠壓針刺保持時間：9999 秒；

6）外形尺寸：1000*800*1800（長寬高）

7) 針刺速度：0.1-40mm/s 可調(diào)，從垂直于蓄電池極板的方向貫穿刺入電 池后，（針 停留在電池中 0~999.9 秒，時間可控）自動從電池中拔出， 易卸易裝。

8) 最大的試驗樣品尺寸：300*300*250mm（該尺寸以下樣品均適用，圓 柱形由乙方搭配固定夾具）

9) 泄壓口尺寸：300*300mm

10) 視窗尺寸：300╳300mm（20mm 厚雙層防爆玻璃）；

11) 排氣風(fēng)扇口: 直徑 150mm(箱體后側(cè)裝有排氣扇)；

12) 數(shù)據(jù)采集：從實驗開始至結(jié)束，采集電池的溫度波動和電池的電壓， 1 路溫度采集、1 路電壓 采集；

13) 電壓采集1路：電壓范圍 0-5V，分辨率 0.01V，精度： ±0.05%FS；

14) 溫度采集2路：溫度范圍 0-800℃ , 分辨率 0.1℃；精度±1℃;

15）控制方式：遠(yuǎn)程PC機控制，壓力、行程、總電壓或單體電壓均可單獨或結(jié)合作為控制變量，任一條件）達到設(shè)定值即停止試驗。 

16） 25mm 鋼制圓棒：對于樣品長度不小于 25mm 的方型軟包裝  電池, 需將直徑 25 mm 的鋼質(zhì) 半圓柱體置于電池寬面上進行擠壓, 半  圓柱體縱軸經(jīng)過寬面幾何中心且與電池極耳方向垂直, 長度需 大于被   擠壓電池尺寸, 擠壓力達到表 10 中軟包裝電池寬度對應(yīng)擠壓力后截止。

17）：鎢鋼針4 mm，針尖的圓錐角14°；鎢鋼針5 mm，針尖的圓錐角45°5條（針刺底板預(yù)留12mm圓孔）

18）安全報警：漏電、超溫、過壓、過載、過電流保護、異常聲光報警、煙霧報警燈等、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、安全防爆系統(tǒng)、煙霧排放系統(tǒng)、防爆照明裝置等  

19）實驗條件：力量、位移(形變)、電壓，三者之一或者三者結(jié)合，到達截止條件時擠壓裝置停止時間間隔＜100ms

20）標(biāo)準(zhǔn)配置：擠壓主機，電腦柜，控制軟件，電壓電流溫度采集系統(tǒng)，擠壓夾具，攝像監(jiān)控系統(tǒng)，電腦等各1套  設(shè)備需要開放數(shù)據(jù)端口，可接入LIMS系統(tǒng)

21）監(jiān)控攝像采用高清攝像，帶有WIFI功能，可遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)攝像位置。

2.2軟件功能

2.2.1擠壓試驗可選擇壓力截止或電壓截止或形變截止，截止壓 力 1.0-27.0kN 可設(shè)置，電壓截止 0.1-5V 可設(shè)置，形變截止0.1-200.0mm 可設(shè)置。壓力截止、電壓截止、形變截至出發(fā)條件可自由 組合，其中一 個條件觸發(fā)，立即結(jié)束試驗，也可選擇觸發(fā)截止條件后保 持一段時間。（截止條件觸發(fā)，西門子運動控 制系統(tǒng)在 20ms 內(nèi)完全減速停止伺服電機運動） 針刺試驗根據(jù)設(shè)置的穿刺深度、速度自動運行。 達到設(shè)定的深度自動停止，保持設(shè)定時間后，鎢鋼 針自動拔出。 人機界面采用電腦控制，界面簡潔，操作便捷，可實時記錄擠 壓針刺壓力、速度、電壓、溫度、形變數(shù)據(jù)，可導(dǎo)出 EXCEL 格式數(shù)據(jù)。程序執(zhí)行處理 CPU 采用西門子 PLC，模擬量采集模塊采用西門子品牌。數(shù)據(jù)顯示穩(wěn)定，分辨率高，計時精準(zhǔn)，長時間運行穩(wěn)定。伺服控制采用西門子自帶控制運動控制系統(tǒng)，壓力、速度控制精準(zhǔn)，響應(yīng)快速。

2.3 主要功能

1）電池擠壓針刺試驗機采用全封閉的箱體結(jié)構(gòu)，擠壓針刺工作腔與設(shè)備 本體的機械部分、電氣線路等部分隔離

2）工作腔具有隔爆和排氣功能，能夠瞬間釋放試樣爆炸產(chǎn)生的壓力， 并排出爆炸產(chǎn)生的煙塵。

3）電池擠壓針刺試驗機的工作腔具有適度的耐腐蝕和便于清潔的功能， 能夠經(jīng)受電池爆炸產(chǎn)生的 腐蝕性液體的侵蝕，便于清洗。

4）電池擠壓針刺試驗機采用現(xiàn)場控制方式，壓力值大小和保持時間可編程，

5）擠壓針刺工作腔安裝具有防彈功能的觀察窗，以便對沖擊過程進行監(jiān)控；

6）擠壓針刺工作腔具有壓力監(jiān)控和聲光報警功能，以對爆炸發(fā)生與否 進行判斷和報警。

2.4機箱特點

1.本裝置采用全封閉的框架加絕緣板的箱體結(jié)構(gòu)，材質(zhì)采用加厚不銹鋼板密封構(gòu)造設(shè)計，整體上分為擠壓工作腔和設(shè)備本體其它部分，外殼工藝采用耐銹耐腐蝕的烤漆工藝。

2.擠壓工作腔內(nèi)膽材料選用耐腐蝕的絕緣材料，工作腔邊角設(shè)計上全部采用圓角形線，邊角部位無拼縫聯(lián)接。工作腔帶排水孔和濾網(wǎng)，便于清洗。工作腔內(nèi)膽整體可拆卸，便于維護時更換。

3擠壓工作腔具有隔爆和排氣功能。由于電池試驗過程中可能會出現(xiàn)著火、甚至爆炸等情況，單體電池爆炸釋放能量：52078J。模塊電池爆炸釋放能量：≥781170 J。如果爆炸，在試驗過程中可能傷及周圍人與事物，根據(jù)上述爆炸釋放能量情況要求防爆箱應(yīng)能滿足此防爆要求。通過與設(shè)備本體其它部分相對隔離，實現(xiàn)隔爆功能；通過工作腔預(yù)定設(shè)計的機械強度薄弱環(huán)節(jié)，實現(xiàn)爆炸壓力的瞬時釋放（如破壞性薄板翻板結(jié)構(gòu)）；通過啟動設(shè)備強排煙管道，實現(xiàn)有害性煙塵的定點排放。

4.提供可觀察試驗過程的觀察窗口和工作腔內(nèi)置防爆照明燈。觀察窗口選用雙層玻璃結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為鋼化玻璃，中間空氣隔離，外層為防彈玻璃。內(nèi)層的鋼化玻璃便于更換。

5.電池擠壓試驗機底部安裝四只角輪（萬向和定向各兩只），另外加裝高度可調(diào)的固定支腳。

6.電池擠壓試驗機的箱體顏色標(biāo)準(zhǔn)色為銀灰色，亦可按雙方約定（或由需方提供色板）。需方提供排氣煙道或，根據(jù)具體要求，供方另行單獨設(shè)計、制造、安裝廢氣處理機組及排煙管路。