未來蓄電池的用量會(huì)越來越大，對(duì)蓄電池的能量密度比需求越來越高，蓄電池的研發(fā)也必然會(huì)是持續(xù)性的，電池研發(fā)類實(shí)驗(yàn)室也將是必不可少的。新能源電池研發(fā)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)規(guī)劃及建設(shè)，如何在建設(shè)階段規(guī)劃電池實(shí)驗(yàn)室的安全?如何在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕A(chǔ)上投資電池檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室?新能源電池實(shí)驗(yàn)室如何實(shí)現(xiàn)低成本安全使用?

　　一、新能源電池研發(fā)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)規(guī)劃

　　研發(fā)型實(shí)驗(yàn)室比較特殊，其原因在于此類實(shí)驗(yàn)室知道自己想要的是什么，需要用不同的材料和工藝達(dá)到目的，或者已經(jīng)有一定的基礎(chǔ)，需要在原有的設(shè)計(jì)上進(jìn)行升級(jí)。當(dāng)然大部分的研發(fā)過程都脫離不了材料的應(yīng)用，或驗(yàn)證新型材料的使用是否能夠達(dá)到自己最初的預(yù)期和考慮新型材料應(yīng)用帶來的風(fēng)險(xiǎn)能不能徹底解決。蓄電池研發(fā)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)同樣面臨著以上的問題，但是蓄電池實(shí)驗(yàn)室面臨的風(fēng)險(xiǎn)更大。

　　電池研發(fā)實(shí)驗(yàn)室基本分為五部分

　　第一部分：化學(xué)環(huán)節(jié)，主要做絕緣材料、陰陽極材料(漿液)的研究與試制。

　　第二部分：物理環(huán)節(jié)，主要對(duì)材料的物理特性進(jìn)行分析研究與試制。

　　第三部分：樣品開發(fā)與試制環(huán)節(jié)，用新型材料進(jìn)行試制。

　　第四部分：實(shí)驗(yàn)成品可靠性研究與分析環(huán)節(jié)，主要對(duì)已經(jīng)制成的試驗(yàn)品進(jìn)行各種各種環(huán)境下實(shí)際實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù)，不排除破壞性實(shí)驗(yàn)。

　　第五部分：失效分析環(huán)節(jié)，主要用于研究失敗品的分析研究，在失敗的基礎(chǔ)上尋找失敗的原因，從而找出正確的途徑。

　　在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)初期規(guī)劃實(shí)驗(yàn)室，既可以降低實(shí)驗(yàn)操作風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也能系統(tǒng)的形成檢測(cè)能力，通常具有完整 測(cè)試能力的電池檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，可規(guī)劃成如下功能分區(qū)：

　　1)電性能檢測(cè)區(qū)

　　此區(qū)域主要涉及的儀器是充放電機(jī)柜、內(nèi)阻測(cè)試儀、絕緣強(qiáng)度測(cè)試儀、絕緣電阻測(cè)試 儀、數(shù)據(jù)采集設(shè)備等，由于電池的實(shí)測(cè)容量與測(cè)試溫度 有關(guān)，因此應(yīng)對(duì)此區(qū)域的溫度、濕度進(jìn)行控制。

　　2)機(jī)械性能測(cè)試區(qū)

　　此區(qū)域主要涉及的儀器包括 充放電機(jī)柜、振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)、沖擊碰撞試驗(yàn)臺(tái)、翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)、三綜合試驗(yàn)臺(tái)，由于設(shè)備質(zhì)量重、體積大、噪音大，且部分檢測(cè)設(shè)備需要下挖，因此此區(qū)域多放置在一樓，做好隔音和隔震措施。

　　3)環(huán)境測(cè)試區(qū)

　　此區(qū)域主要完成溫度、濕度、老化、熱分析等實(shí)驗(yàn)，涉及的儀器包括充放電機(jī)柜、高低 溫箱、負(fù)壓箱、溫濕度實(shí)驗(yàn)箱、熱分析儀、數(shù)據(jù)采集設(shè)備等，此區(qū)域需要24h連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作，因此容易出現(xiàn)麻痹大意導(dǎo)致安全事故。

　　4)輔助功能區(qū)

　　可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行配置，包括樣品室(放置測(cè)試前后的電池樣品)、庫房(放置閑置線纜、工具等)、辦公室、會(huì)議室、休息區(qū)等。樣品室存放電池樣品，需要頻繁檢查電池狀態(tài)。

　　5)電池安全測(cè)試區(qū)

　　此區(qū)域開展的測(cè)試均帶有危險(xiǎn)性，包括樣品不成熟導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)以及測(cè)試本身的風(fēng)險(xiǎn)，包括的測(cè)試項(xiàng)目：跌落、針刺、擠壓、燃燒、過充、過放、短路、浸水、海水侵泡、高溫充放電等項(xiàng)目，

　　涉及的設(shè)備包括充放電機(jī)柜、跌落試驗(yàn)臺(tái)、針刺試驗(yàn)機(jī)、擠壓試驗(yàn)機(jī)、燃燒試驗(yàn)機(jī)、短路試驗(yàn)機(jī)、浸泡設(shè)備、溫度箱等。

　　由于此區(qū)域著火爆炸概率較高，因此需要建設(shè)行之有效的尾氣排放和處理措施，以避免對(duì)環(huán)境的影響。

　　科學(xué)合理的分區(qū)能夠提高測(cè)試的穩(wěn)定性和安全性，在分區(qū)的基礎(chǔ)上，功能分區(qū)需要注意：人機(jī)分離，遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)監(jiān)控。

　　在蓄電池研發(fā)的可靠性試驗(yàn)環(huán)節(jié)，需要模擬各種極端環(huán)境情況來檢驗(yàn)研發(fā)的蓄電池實(shí)際質(zhì)量與品質(zhì)。所以如果是汽車電池的研發(fā)，就要模擬各種極端環(huán)境(比如模擬高溫、低溫)狀態(tài)下的充電與放電。如果在模擬相應(yīng)的外部條件下會(huì)爆炸或起火，電池就不能實(shí)際應(yīng)用。除此之外還會(huì)有其他的可靠性實(shí)驗(yàn)，比如雨淋、鹽霧等實(shí)驗(yàn)。

　　所有的實(shí)驗(yàn)室都會(huì)有風(fēng)險(xiǎn)，而電池實(shí)驗(yàn)室的風(fēng)險(xiǎn)更大，主要風(fēng)險(xiǎn)源在于電池的爆炸與燃燒。電池爆炸的能量來源于瞬間短路所產(chǎn)生的熱量無法釋放而造成的，且電池的容量越大風(fēng)險(xiǎn)越大。而電池爆炸主要有以下幾個(gè)原因：

　　1.能量過飽和導(dǎo)致的電化學(xué)反應(yīng)形成的絕緣擊穿。

　　2.產(chǎn)品生產(chǎn)干燥過程中溫、濕度超標(biāo)導(dǎo)致的電化學(xué)反應(yīng)形成的絕緣擊穿。

　　3.絕緣膜絕緣不達(dá)標(biāo)或老化造成的短路隱患。

　　4.涂布過程空氣的塵埃粒子超標(biāo)埋下隱患。

　　5.混料前端的粒度過大，導(dǎo)致后期封裝過程形成機(jī)械損傷造成的隱患。

　　6.在溫濕度變化下原材料之間的熱膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致械損傷造成的隱患。

　　7.外力導(dǎo)致的機(jī)械損傷(針刺、跌落、震動(dòng)等)造成的隱患。

　　8.氣壓變化導(dǎo)致的電池內(nèi)部與外部的壓力變化導(dǎo)致械損傷造成的隱患。

　　二、新能源電池研發(fā)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)需要注意哪些

　　根據(jù)以上分析，我們?cè)陔姵匮邪l(fā)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的時(shí)候就有幾個(gè)側(cè)重點(diǎn)要注意：

　　1.保障前期第一二部分化學(xué)以及物理分析的準(zhǔn)確性，以免在源頭出錯(cuò)。

　　2.保障樣品試制環(huán)節(jié)的環(huán)境溫濕度、潔凈度與試制工藝完全合格，以免在試制環(huán)節(jié)埋下隱患。

　　3.保障第四部分實(shí)驗(yàn)過程的安全隔離，即使爆炸也不應(yīng)能夠?qū)θ藛T造成傷害，且在實(shí)驗(yàn)區(qū)域以外可以隨時(shí)終止實(shí)驗(yàn)。

　　4.確保第五環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)外部條件能夠滿足儀器設(shè)備需求與實(shí)驗(yàn)工藝需求，以保障分析的正確性。

　　5.各個(gè)環(huán)節(jié)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)收集要做到不丟失、不泄密。

　　6.實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)考慮工藝不沖突、精度不干擾、承重不超標(biāo)、使用更方便、安全無風(fēng)險(xiǎn)。