隨著新型儲能技術(shù)的發(fā)展，鋰硫電池(Li-S電池)因其高比能量、低成本和環(huán)境友好等優(yōu)勢，逐漸成為下一代高能電池的研究熱點(diǎn)。然而，鋰硫體系中硫正極的多電子反應(yīng)和多硫化物的穿梭效應(yīng)，使其在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性成為關(guān)鍵技術(shù)瓶頸之一。為系統(tǒng)評估其環(huán)境適應(yīng)能力與可靠性，溫度(濕熱)循環(huán)試驗(yàn)箱已成為實(shí)驗(yàn)室與企業(yè)研發(fā)部門開展鋰硫電芯測試的重要設(shè)備。

一、什么是溫度(濕熱)循環(huán)試驗(yàn)?

溫度(濕熱)循環(huán)試驗(yàn)是一種環(huán)境加速老化試驗(yàn)方法，通過交變的高溫、低溫與高濕條件，模擬鋰硫電芯在極端環(huán)境中的熱脹冷縮、濕度應(yīng)力、電解液反應(yīng)等多因素影響。該試驗(yàn)有助于提前揭示電芯結(jié)構(gòu)、材料體系或工藝中的潛在缺陷。

二、鋰硫電芯測試中的關(guān)鍵問題

1、多硫化鋰遷移失控：溫濕變化影響隔膜和電解液的化學(xué)穩(wěn)定性;

2、極片結(jié)構(gòu)應(yīng)力老化：頻繁的溫度變化加劇電極材料膨脹應(yīng)力積累;

3、粘結(jié)劑與集流體脫附：在高濕環(huán)境下界面粘接力下降，影響導(dǎo)電性;

4、電芯殼體密封可靠性：熱脹冷縮條件下，焊接部位或殼體可能失效。

因此，通過溫濕循環(huán)試驗(yàn)箱模擬嚴(yán)苛環(huán)境，可有效推動鋰硫電芯材料體系與封裝結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

三、溫度(濕熱)循環(huán)試驗(yàn)箱的設(shè)備特點(diǎn)

1、溫度范圍：-70℃ ～ +150℃;

2、濕度范圍：20%RH ～ 98%RH(可定制至5%RH);

3、升降溫速率：3~10℃/min 可調(diào)(線性或程序段);

4、控制系統(tǒng)：觸控式PLC或溫濕度一體控制器，支持多段編程;

5、樣品兼容性：可放置扣式電芯、軟包電芯、柱狀電芯等多種樣式;

6、氣密與安全設(shè)計：氣密密封、漏液收集、溫濕度異常保護(hù)系統(tǒng)。

四、典型測試方案應(yīng)用

1、濕熱交變老化試驗(yàn)

評估鋰硫電芯在高溫高濕(如85℃/85%RH)條件下的電性能保持率、電解液穩(wěn)定性與界面反應(yīng)行為。

2、快速溫度循環(huán)測試

通過-20℃ ? +60℃ 之間的循環(huán)變化，驗(yàn)證極片與集流體的結(jié)合穩(wěn)定性、軟包膨脹行為及整體機(jī)械完整性。

3、電化學(xué)穩(wěn)定性+環(huán)境耦合試驗(yàn)

與恒流恒壓充放電系統(tǒng)聯(lián)動，在溫濕環(huán)境下同步進(jìn)行壽命循環(huán)測試，模擬實(shí)際工況下的性能衰減路徑。

五、設(shè)備優(yōu)勢總結(jié)

1、模擬極端復(fù)雜環(huán)境：集溫度與濕度變化于一體，可模擬多種惡劣氣候條件;

2、測試效率高：快速溫變+精密控制，提高鋰硫體系的篩選效率;

3、支持程序編程：滿足不同研發(fā)階段的多組別、多參數(shù)試驗(yàn)需求;

4、安全與防腐蝕設(shè)計：符合電池測試安全要求，內(nèi)膽材料耐腐蝕、耐電解液蒸汽。

鋰硫電池作為未來高比能儲能技術(shù)的重要方向，其環(huán)境適應(yīng)性驗(yàn)證是推動產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。溫度(濕熱)循環(huán)試驗(yàn)箱提供了一種可靠、高效、可重復(fù)的測試手段，可幫助研發(fā)人員深入了解電芯的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、電化學(xué)界面行為及封裝可靠性，是新型電池開發(fā)過程中不可或缺的核心設(shè)備。

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