恒温恒湿试验箱在锂离子电池日历老化中的作用是什么？获得精确的测试数据

高精度恒温恒湿试验箱的主要功能是创建一个受控、稳定的环境，以隔离温度对电池随时间退化的影响。通过保持严格的热一致性，这些试验箱使研究人员能够模拟从 -40°C 到 50°C 的极端条件，并准确量化温度如何加速锂离子电池的化学衰变机制。

日历老化是一个缓慢的、持续的过程，由化学不稳定性驱动，而不是由主动循环驱动。高精度试验箱对于确保观察到的容量损失完全归因于热应力和时间至关重要，从而消除了环境温度波动的“噪音”。

模拟关键环境

复制深空条件

为确保特殊应用（如深空任务）的可靠性，电池必须针对极端热基线进行测试。

高精度试验箱能够模拟恶劣环境，特别涵盖 -40°C 至 50°C 的范围。这种能力使工程师能够验证电池在远超标准商业运行窗口的环境中的生存能力和性能保持性。

长期环境稳定性

日历老化研究通常持续数月或数年。

高精度试验箱可确保在测试开始时设定的温度在整个持续时间内保持恒定。这种稳定性对于生成可靠的数据至关重要，这些数据可用于预测电池在多年休眠或待机使用中的寿命。

隔离退化机制

测量 SEI 生长

日历老化的主要驱动因素之一是固体电解质界面 (SEI) 层的生长。

通过保持恒定的温度，研究人员可以精确地将 SEI 厚化速率与特定的热条件相关联。这有助于模拟热量如何加速电池化学物质中锂离子的消耗。

量化活性物质损失

温度还会影响正负极材料的化学结构。

这些试验箱使研究人员能够在不受循环引起的机械应力干扰的情况下测量活性物质的损失。这种隔离对于区分由使用（循环）引起的老化和由时间和温度（日历老化）引起的老化是必要的。

理解权衡

理想化条件与实际条件

虽然恒温恒湿试验箱在隔离变量方面表现出色，但它们创造了一个理想化的环境。

无论是电动汽车还是电网储能，实际电池都会经历日常的热循环和季节性波动。因此，恒温测试数据可作为基准，但可能无法完美预测动态、实际场景中的老化情况。

成本和复杂性

高精度设备需要大量的能源和维护才能在长时间内保持精确的温度。

与标准环境试验箱相比，“高精度”的严格要求增加了测试设备的成本。这是基础研究的必要投资，但需要仔细分配资源进行大规模测试。

将此应用于您的测试策略

为了最大限度地提高日历老化研究的价值，请根据您的具体数据要求调整设备使用：

• 如果您的主要重点是基础电化学：优先考虑试验箱的稳定性，以在没有外部干扰的情况下模拟 SEI 生长等特定衰变机制。
• 如果您的主要重点是任务保障：利用 -40°C 至 50°C 的完整范围，根据目标环境的最坏情况对电池进行压力测试。

电池寿命的准确预测始于对其环境的精确控制。

总结表：

特征	在日历老化研究中的作用
温度范围	模拟 -40°C 至 50°C 的极端环境，用于任务保障。
热稳定性	确保数月/数年的长期一致性，以消除环境“噪音”。
SEI 生长分析	在特定温度下隔离固体电解质界面增厚的速率。
机制隔离	区分基于时间的化学衰变和基于使用的机械应力。
数据可靠性	提供用于预测电池寿命和生存能力的受控基准。

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参考文献

1. Hayder Ali, Michael Pecht. Assessment of the calendar aging of lithium-ion batteries for a long-term—Space missions. DOI: 10.3389/fenrg.2023.1108269

本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .