引言

       儲能電站作為新能源電力系統的 “穩定器"，其核心設備電池的長期可靠性、環境適應性直接決定電網安全。隨著儲能電站向高容量、長循環、戶外工況（夏季高溫 50℃+、晝夜溫差 20℃+）升級，高溫環境下電池的容量衰減、內阻變化、熱失控風險等問題愈發突出。高溫平板電池夾具作為電池性能評估的核心設備，能夠精準模擬儲能電站實際高溫工況，為電池選型、壽命預測及安全防護提供關鍵數據支撐。本文結合儲能電站測試需求，系統梳理高溫平板電池夾具的核心應用場景，剖析當前技術瓶頸，并提出針對性優化方案，為儲能行業高質量發展提供技術參考。

一、儲能電站電池性能評估的核心需求與夾具應用場景

（一）核心評估需求

       儲能電站電池性能評估需圍繞 “實用性、安全性、長效性" 三大核心，重點關注四項指標：一是高溫循環壽命（50℃-65℃下循環 1000 次以上容量保持率）；二是熱穩定性與熱失控臨界參數；三是電池模組一致性（電壓、溫度極差）；四是高溫下的能量轉換效率。這些指標需符合 GB/T 36276—2023、UL 9540A 等國內外標準要求。

（二）關鍵應用場景

       高溫循環性能測試：模擬儲能電站夏季高溫工況（50℃-55℃），通過夾具實現 0.1C-1C 倍率充放電循環，評估電池容量衰減規律與庫侖效率。例如采用夾具對磷酸鐵鋰電池進行 55℃、1C 循環測試，500 次循環后容量保持率需≥85% 方可滿足電站使用要求。

      熱穩定性與熱失控評估：配合高溫老化房，以 5±2℃/min 升溫速率加熱至 130℃±2℃，通過夾具集成的溫度、壓力傳感器，實時監測熱失控起始溫度、氣體釋放量等關鍵參數，為電站熱管理系統設計提供依據。

     模組一致性測試：針對儲能電站多電芯串并聯模組，利用夾具的多通道同步測試功能，監測不同電芯在高溫環境下的電壓極差、溫度極差，確保模組運行均衡性。

     工藝驗證測試：用于電池電極制備、封裝工藝的優化驗證，通過高溫環境下的性能測試，篩選適配儲能場景的優工藝參數，避免電解液泄漏、結構變形等問題。

二、當前高溫平板電池夾具的技術瓶頸

（一）多參數協同控制精度不足

      高溫與高壓、高倍率工況耦合時，夾具溫度均勻性易惡化，部分產品溫度波動超過 ±3℃，遠超儲能測試要求的 ±1℃精度標準。同時，接觸壓力與溫度變化不同步，導致電池界面接觸電阻波動，影響容量、內阻測試數據準確性。

（二）長效測試可靠性欠缺

       儲能電池測試周期常達 48-72 小時，部分夾具在長期高溫（60℃以上）環境下，密封材料老化加速，出現電解液泄漏（泄漏率超 0.1mL/min）、結構蠕變等問題，導致測試中斷或數據失真。

（三）模組化適配能力有限

      傳統夾具多針對單體電池設計，難以適配儲能電站常用的大容量模組（如 100Ah 以上），且換型效率低，無法滿足多規格電池的批量測試需求，制約電站選型效率。

（四）安全防護體系不完善

      熱失控測試中，夾具缺乏高效的氣體排放通道與防爆防護設計，可燃氣體積聚易引發安全風險。同時，溫度、壓力數據采樣頻率不足（低于 10Hz），難以捕捉熱失控瞬間的參數突變。

三、高溫平板電池夾具的優化方案

（一）結構設計優化：提升協同控制與適配性

      采用 “蜂窩狀加熱 + 分區控溫" 結構，通過多物理場仿真優化加熱元件布局，將溫度均勻性提升至 ±1.5℃以內，滿足儲能測試高精度要求。

      設計彈性補償式壓緊機構，選用碳纖維復合材料（熱膨脹系數 < 1×10??/℃）作為支撐基體，補償高溫下的結構形變，使接觸壓力波動控制在 ±0.05MPa 以內。

      推行模塊化設計，支持 20-100Ah 不同容量單體及小型模組測試，通過快速換型組件將換型時間縮短至 30 分鐘以內，適配批量測試需求。

      增設專用氣體導流通道與防爆泄壓閥，配合每小時不少于 10 次的換氣效率設計，降低熱失控測試中的安全風險。

（二）材料與密封系統升級：強化長效可靠性

      結構材料選用 Inconel 625 耐高溫合金與碳纖維增強復合材料組合，兼顧高強度與輕量化，在 65℃高溫下長期使用變形量降低 80%。

      密封系統采用 “氟橡膠 + 石墨墊片" 雙層結構，配合納米氮化硅涂層界面處理，將泄漏率控制在 0.1mL/min 以下，提升耐電解液腐蝕能力。

      接觸層選用鈀合金等耐腐蝕材料，降低高溫下的氧化損耗，使夾具使用壽命延長至 5000 次循環以上。

（三）智能測控系統集成：提升數據精準度

     集成高速 ADC（1MSPS）與多通道同步記錄模塊，將電壓、溫度采樣頻率提升至 1kHz，精準捕捉熱失控等瞬態過程的參數變化。

     搭載 PID 智能溫控算法與壓力反饋調節系統，實現溫度、壓力的實時聯動控制，適配儲能電站動態溫度環境下的測試需求。

    新增模組一致性分析功能，自動計算電壓極差、溫度極差等關鍵指標，生成符合 T/CPSS 1007—2025 標準的綜合評價報告。

（四）安全防護強化：適配測試場景

    采用防火阻燃材料制作夾具外殼，集成煙霧報警器與七氟丙烷滅火接口，構建全流程安全防護體系。

    設計獨立的熱失控隔離腔，避免單個電池熱失控蔓延至其他測試樣品，保障測試過程安全可控。

    優化電氣系統絕緣設計，使絕緣電阻≥101?Ω，杜絕高溫下的短路風險。

四、優化效果驗證與應用前景

（一）優化效果驗證

     高溫循環測試：在 55℃、1C 倍率條件下，對 100Ah 磷酸鐵鋰儲能電池進行 500 次循環測試，夾具溫度均勻性穩定在 ±1.2℃，測試數據重復性誤差≤2%，電池容量保持率測試結果與標準設備偏差 < 1%。

     長效可靠性測試：65℃高溫下連續運行 72 小時，夾具無泄漏、無變形，接觸電阻波動≤3%，滿足儲能電站長期測試需求。

     熱失控測試：成功捕捉到電池在 128℃時的熱失控起始信號，氣體排放效率提升 40%，未出現安全風險。

（二）應用前景

    優化后的高溫平板電池夾具可適配鋰離子電池、鈉離子電池等多種儲能電池體系，不僅能滿足儲能電站電池選型、壽命評估的核心需求，還可支撐新型儲能電池的研發迭代。隨著 “雙碳" 目標推進，其在電網側、用戶側儲能項目中的應用將持續擴大，為儲能電站安全高效運行提供關鍵技術保障。

結語

     高溫平板電池夾具是儲能電站電池性能評估的核心設備，其技術水平直接影響測試數據的可靠性與測試過程的安全性。當前夾具在協同控制精度、長效可靠性等方面的瓶頸，制約了儲能電池性能的精準評估。通過結構優化、材料升級、智能集成與安全強化等多維度改進，可有效提升夾具的適配性、精準度與安全性，滿足儲能電站高要求測試需求。未來，需進一步推動夾具技術與儲能電池技術的協同迭代，強化標準化設計，降低使用成本，為儲能行業的規?；?、高質量發展提供更有力的支撐。

產品展示

    SSC-SOFCSOEC80系列高溫平板電池夾具，適用于固體氧化物電池測試SOFC和電熱催化系統評價SOEC。其采用氧化鋁陶瓷作為基本材料，避免了不銹鋼夾具在高溫下的Cr 揮發，因此可以排除Cr揮發對于陰極性能的影響；采用鉑金網作為電流收集材料，不需要設置筋條結構，因此可以認為氣體的流動、擴散基本沒有“死區"，可以盡可能地釋放出電池的性能；夾具的流場也可以根據需要調整為對流或順流，可以考察流動方式的影響。對于電池的壽命可以更加準確地進行測試和判斷，特別是電池供應商，表征產品在理想情況(即排除不合理流場干擾等)下的性能，所以多采用此類夾具。

產品優勢：

SOFC 平板型評價夾具可對應 20*20mm，30*30mm，耐溫900℃。

全陶瓷制可避免金屬內不良元素的影響,適合耐久性實驗。

高溫彈簧構造排除了構成材料內熱應力的影響。

可定制客戶要求的尺寸。

氣體密閉采用了高溫彈簧壓縮電池的方法，

更換及電爐里的裝配電流端子，電壓端子，熱電偶端子，輸氣和排氣口，氣體流量Max 2L/min；

鉑金集流體和鉑金電壓、電流線。