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新能源電池（如鋰離子電池、固態(tài)電池、鈉離子電池等）的研發(fā)與驗證高度依賴環(huán)境模擬測試，而恒溫恒濕試驗箱作為核心設備，需滿足電池材料、電芯、模組及系統(tǒng)在溫濕度條件下的性能與安全驗證需求。以下是針對新能源電池研發(fā)的特殊測試需求及選型指南。
材料級測試
正負極材料、電解液的吸濕性、膨脹率及化學穩(wěn)定性驗證。
隔膜在高濕度環(huán)境下的抗老化能力測試。
電芯級測試
不同溫濕度下充放電性能、容量衰減、內阻變化分析。
低溫（-40℃）下的鋰枝晶生長抑制能力評估。
模組/系統(tǒng)級測試
高溫高濕（85℃/85%RH）下的熱失控傳播風險驗證。
溫度循環(huán)（-40℃~85℃）對電池包結構完整性的影響測試。
溫度范圍：需覆蓋 -70℃~150℃（常規(guī)工業(yè)設備通常為-40℃~100℃），以模擬極寒（北極環(huán)境）和高溫（快充過熱）場景。
濕度范圍：要求 10%~98%RH，且低濕（＜20%RH）時精度需達±3%（防止電解液吸濕失效）。
溫變速率：快速溫變型設備需支持 ≥5℃/min（模擬車輛急加速/急停工況）。
防爆設計：
箱體需通過 ATEX/IECEx防爆認證，配備泄壓口和阻燃內膽（如不銹鋼316L）。
內置氧氣濃度監(jiān)測和自動滅火裝置（針對熱失控釋放的可燃氣體）。
電氣隔離：
測試區(qū)與控制系統(tǒng)物理隔離，避免電池短路引發(fā)的連鎖反應。
充放電接口集成：支持在箱內連接充放電測試儀，實現(xiàn)溫濕度-電性能同步監(jiān)測。
多通道數(shù)據(jù)采集：至少16通道溫度/電壓采集（監(jiān)控模組內單體電池的溫場分布）。
濕度快速恢復：開門放入電池后，5分鐘內濕度恢復至設定值（避免濕度波動影響測試）。
連續(xù)運行時間：需支持≥1000小時不間斷測試（如循環(huán)壽命驗證）。
濕度均勻性：箱內各點濕度差≤±2%RH（避免局部結露導致電池短路）。
抗腐蝕設計：蒸發(fā)器、傳感器需耐電解液蒸氣腐蝕（如鍍金電極、聚四氟乙烯涂層）。
| 標準類型 | 典型標準 | 試驗箱需滿足的關鍵參數(shù) |
|---|---|---|
| 安全標準 | UL 1642、GB/T 31485 | 防爆等級≥Ex d IIB T4，溫度偏差≤±0.5℃ |
| 性能測試標準 | ISO 12405-4、SAE J2464 | 溫變速率≥5℃/min，濕度波動≤±1.5%RH |
| 環(huán)境適應性標準 | IEC 60068-2-30（濕熱循環(huán)） | 支持交變濕熱（25℃~85℃/85%RH循環(huán)） |
| 研發(fā)階段 | 推薦配置 |
|---|---|
| 材料實驗室 | 小型臺式試驗箱（80L），溫濕度精度±0.3℃/±2%RH |
| 電芯中試線 | 中型步入式試驗箱（5~10m3），支持多分區(qū)控溫 |
| 系統(tǒng)級驗證 | 防爆型高低溫交變箱（20m3），集成BMS監(jiān)測接口 |
濕度傳感器：優(yōu)先選用電容式高分子薄膜傳感器（避免鋰電池釋放HF氣體腐蝕傳統(tǒng)傳感器）。
制冷系統(tǒng)：復疊式制冷（-70℃以下需液氮輔助制冷）。
軟件功能：支持自定義溫濕度曲線，導出數(shù)據(jù)符合FDA 21 CFR Part 11合規(guī)性。
低露點控制：用于固態(tài)電池研發(fā)，需濕度≤10%RH且露點≤-60℃（防止固態(tài)電解質水解）。
多應力耦合：疊加振動臺（模擬車載振動+溫濕度綜合應力）。
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