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第27回 リチウムイオン電池の熱衝撃サイクル試験規格(全体観)

リチウムイオン電池の試験の一つに熱衝撃サイクル試験(または熱衝撃試験、温度サイクル試験)があり、様々な試験規格に規定されています(試験規格についてはこちらを参考にしてください)。

試験規格は単電池だけでなく、組電池にも適用されます。多くの場合、満充電状態に近い試験サンプルを使用します。

熱衝撃サイクル試験はリチウムイオン電池を急激な雰囲気温度変化に曝す試験です。低温から高温への上昇方向と、高温から低温への下降方向の温度変化を1サイクルとし、複数サイクル実施します。

おおまかな雰囲気温度条件としては、高温を60~85℃、低温を-20~-40℃とします。それぞれ1~6時間ほど温度を維持した後に、15~60分で上昇または下降方向に温度変化させます。規格によっては、高温と低温の間に室温条件を入れて1.5~2時間程度維持する場合もあります。

試験の厳しさは、高温と低温の温度差や温度変化の時間の短さによって決まります。急激な温度変化によってリチウムイオン電池に使われている各種材料が膨張収縮して歪み、クラックが生じるなどして安全性に影響を及ぼす可能性があります。また、組電池の場合にはケース等の組立材料に同様の不具合が生じる可能性があります。

試験が低温側で終了する条件となっている場合は、終了後の試験サンプルへの結露に注意が必要です。
(特に、同一試験サンプルをその後別の試験に使用する場合など)

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