加速绝热量热仪arc使用方法.doc

《加速绝热量热仪arc使用方法.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、ARC使用方法1基本原理加速绝热量热仪（adiabaticratecalorimeter,ARC）是能在安全受控的实验环境下提供绝热量热数据的仪器。使用加速绝热量热仪（adiabaticratecalorimeter,ARC）对18650电池进行加热，并跟踪记录热失控发生过程温度的变化。其测试原理是，采用热电偶直接接触法对样品进行加热，再在多处安置温度传感器，包括紧贴样品的温度传感器以及测试腔顶部、底部、侧壁（PHI-TEC型无侧壁温度传感器），和压力传感器，对整个测试进行实时检测。可以得到样品温度、压力、温度升高速率、压力升高速率等随时间的变化。ARC对样品放热

2、的检测灵敏度非常高，能准确测出放热反应的起始点温度。整个测试过程是通过在线绝热补偿进行的。其基本原理是：实际温度=样品温度+对流损失+传导损失，一般而言，反应池等条件确定时，对流损失与压力和温度有关，传导损失仅与温度有关，前提是保证样品温度的准确性。测试过程中，样品加热丝按照设定的升温程序对样品进行加热，样品温度传感器检测样品温度，测试腔其他传感器检测腔体内环境温度。测试腔体内的加热器对腔体进行加热，确保样品温度和测试腔体温度一致来保证“绝热”的效果。当样品达到触发放热反应的温度后，样品放热升温，当其升温速率超过检测限时，样品加热丝自动停止加热，腔体内的加热器持续

3、加热仍确保墙体内环境温度与样品温度一致。最终通过热电偶加热的情况可计算出样品反应放热的情况，包括反应活化能、反应级数、频率因子、绝热温升、反应热等等。ARC中，温度传感器用的是K型热电偶，其量程为0-500℃，压力传感器的量程为0-250bar。下图为ARC（HEL型）测试腔的示意图。图1测试腔示意图2测试方法PHI-TECI型将18650电池装入特制的测试池中，如下图所示：图218650电池测试池拧紧测试池的盖子，测试池顶端有接入压力传感器的通道，侧壁有温度传感器的接入点。将装有18650电池的测试池接入加速绝热量热仪PHI-TECI的样品接口，并缠绕上加热丝，

4、连接好压力传感器和样品温度传感器。关闭测试腔，打开加热开关和循环油浴开关。运行程序前先进行检漏测试。确保无漏气。检漏方法为，从测试腔上方的球阀处接入高压气瓶，施加压力，然后移除外接气体，在所有接口处涂抹检漏液（如肥皂水），观察是否有气泡冒出。确保无漏气方可进行测试。PHI-TECI如下图所示：测试池接口样品加热丝压力传感器温度传感器测试腔温度传感器图3PHI-TECI打开软件Win-ISOPHI-TECI，如下图所示：图4Win-ISOPHI-TECI主界面在菜单栏中选择Plan→Select→Standardtests→Heat/Wait/Search程序，如下

5、图：图5程序选择出现参数设置窗口，设置测试参数如下图所示：图6参数设置标准参数设置依据：一、加热参数设置1、初始测试温度。该温度设为90℃，该温度需要满足保证样品（电池）自身在这个温度下不会发生热失控反应，系统从室温通过直接加热，无需校正达到这个温度。若设得太高，有可能在到达这个温度前就已经发生热失控，但若设得较低，则达到该温度后需要花大量时间在阶梯升温和矫正上，根据实践知设为90℃较为合理。2、温度增量。设为5℃，它表示到达初始测试温度后，经过初次校准后每次升高的温度。因为已经处于加热-校准阶段，温度每升一个阶梯都要进行校准，设为5℃较为合理，若温度增量太大，不

6、能在短时间内校准好温度，因此不能保证绝热，且可能在加热阶段样品就已发生热失控，但未及时进入校准和等待阶段而造成初始放热温度值不准确。而若设得太小，会增加加热-校准的次数，影响效率。3、主加热器补偿温度。该值设为0℃，它表示除了升温阶段外，校准阶段和等待阶段都无需主加热器进行加热，只需要辅助加热器对系统进行微调。4、初次校准时长。该值设为60min，为到达初始测试温度后需要校准的时间。该时间一般需要设置比较长，来保证样品温度（测试池温度）和测试腔内环境温度一致。若初次校准时间不够长，温度误差会逐级积累，影响后面的温度校准情况，导致不能达到绝热的效果。5、后续校准时长

7、。该校准为阶梯升温后的校准，在60min初次校准的基础上，逐级升温后，只需要15min基本就能达到环境温度和样品温度一致了。二、校准参数设置1、等待时长。该值设为10min，它表示每次经过校准后需要等待的时长，在这段时间内，若温度曲线能保持稳定，温度差不超过检测限并不会跌落，则启动下一次加热。若出现温度跌落，说明系统不稳定，则自动进行一次长校准（60min）才能进入下一次升温-校准。三、搜索参数设置1、最高搜索温度。该值设为250℃。表示如果持续阶梯的加热-校准-等待到达250℃后仍未出现热失控，则停止加热，结束程序。2、最高搜索压力。该值设为70bar。同上，若

8、在阶梯升温