储能电池强制放电测试

一、测试核心目的

安全性验证：确认电池在过度放电（电压降至截止电压以下）时是否出现漏液、鼓包、冒烟、起火等危险现象，评估电池的抗滥用能力。

容量与电压特性：记录强制放电过程中的电压变化曲线、实际放出容量，分析电池在深度放电后的容量衰减程度，判断其是否仍具备基本充放电功能。

内部结构稳定性：通过放电后的拆解（若允许）或理化分析，观察电极、电解液是否发生不可逆损坏（如电极材料脱落、电解液分解），为电池设计改进提供依据。

二、关键测试流程

1. 测试前准备

样品筛选：选取同批次、满电状态的单体电池（如磷酸铁锂电池、三元锂电池等），记录初始电压、内阻等基础参数，确保样品一致性。

设备连接：将电池与充放电测试系统连接，串联电流传感器、电压采集模块，同时在电池周围布置温度传感器、烟雾报警器及灭火设备（如干粉灭火器、防爆箱），确保测试环境安全。

参数设定：根据电池类型设定强制放电条件，核心参数包括：

放电电流：通常采用 1C~3C 的恒定电流（C 为电池额定容量，如 100Ah 电池用 100A~300A 放电），部分场景会设置更大电流模拟短路风险。

截止条件：常规放电截止电压一般为单体电池最低工作电压（如磷酸铁锂约 2.5V，三元锂约 2.75V），强制放电需突破此限制，设定更低的终止电压（如 1.0V 甚至 0V），或设定更长放电时间（如常规放电时长的 1.5~2 倍）。

环境控制：测试需在恒温环境（如 25℃±2℃）中进行，避免温度波动影响放电曲线稳定性。

2. 强制放电过程监测

实时数据采集：放电过程中，持续记录电池电压、放电电流、表面温度及环境温度，重点关注电压降至常规截止电压后的变化趋势（如是否快速跳水、是否出现负电压）。

状态观察：全程肉眼或通过监控设备观察电池外观，若出现鼓包、漏液、温度骤升（如 10 分钟内升温超过 20℃）、异味等异常，立即终止测试并启动安全预案。

放电终止：达到预设的强制放电终止条件（如电压降至 0V、放电时间结束）后，停止放电，记录总放出容量（与额定容量对比，计算过度放电比例）。

3. 放电后评估

静置与电压恢复：放电结束后，将电池静置 1~2 小时，测量其开路电压，观察是否有电压回升（部分电池可能因极化消失出现小幅回升），评估电池内部电化学体系是否完全失效。

充放电能力验证：若电池未出现安全问题，尝试按常规充电参数进行充电，观察能否正常充入电量；

再次放电时，对比容量与初始状态的差异，判断电池是否已不可逆损坏。

外观与结构检查：检查电池外壳是否破裂、密封是否完好；若为可拆解样品（需专业操作），观察电极片是否变形、电解液是否干涸或变色，分析损坏机制。

三、核心注意事项

安全防护：测试需在防爆测试舱内进行，操作人员需穿戴绝缘手套、护目镜，配备应急断电装置和灭火器材，严禁在电池出现冒烟、火花时直接接触。

参数梯度设置：可分阶段设置强制放电条件（如先以 1C 放电至 0V，再以 0.5C 继续小电流放电），逐步逼近电池极限，避免单一极端条件导致测试数据片面。

不同类型电池差异：锂离子电池（如三元、磷酸铁锂）与铅酸电池、钠离子电池的强制放电特性差异较大，需针对性调整截止电压（如铅酸电池过度放电易导致极板硫化，测试时需更关注电压回升能力）。

数据记录完整性：完整记录从开始放电到终止的每 10 秒（或更短间隔）的电压、电流、温度数据，绘制曲线后可直观分析电池在 “常规放电 - 过度放电 - 失效” 阶段的性能跃迁点，为电池保护电路设计（如过放保护阈值设定）提供依据。