Überladungs-Explosionsschutzbox für Lithium-Ionen-Batterien

Explosionsgeschützte Überlade-Prüfkammer - TOB-001-1

Eine einkammerige Stahl-Sicherheitsbox für Überlade- und Tiefentladungstests an 18650er, Knopf-, Handy-, Powerbank- und Primärzellen

Produktübersicht und ideale Anwendungen

Die TOB-001-1 ist eine Stahl-Sicherheitsbox, die für eine einzige Aufgabe gebaut wurde: eine Zelle, die bei einem Überlade- oder Tiefentladungstest explodiert oder brennt, von der Person fernzuhalten, die diesen Test durchführt. Die Zelle befindet sich in einer Edelstahlkammer, die Tür ist verriegelt und mit Ketten gesichert, und der Bediener beobachtet den Vorgang durch explosionsgeschütztes Glas, anstatt direkt über der Probe zu stehen. Das Gehäuse besteht durchgehend aus Stahl, was der Box ihr Sicherheitsverhalten anstelle einer bloßen Dekorationsverkleidung verleiht.

Ein einziger Schrank trägt die gesamte Baugruppe: Die Prüfkammer nimmt den oberen Bereich ein, und ein Geräteschrank bildet den unteren Bereich. Im Inneren misst die Kammer 500 x 500 x 500 mm und ist durchgehend mit einer 1,5 mm starken 304er Edelstahlplatte ausgekleidet; außen besteht die Hülle aus 1,2 mm kaltgewalztem Stahl mit einer hochtemperaturbeständigen Pulverbeschichtung, was ein Gesamtabmaß von 700 x 700 x 1.600 mm ergibt. Der Schrank steht auf vier verstellbaren Lenkrollen, sodass er ohne Bodenbefestigung umgestellt werden kann.

Die Sicherheitsvorkehrungen sind mehrschichtig statt einfach aufgebaut. Eine einflüglige Tür mit einem Sichtfenster schließt mithilfe stabiler SUS 304-Scharniere am Gehäuse ab und wird durch ein explosionsgeschütztes Schloss gehalten; zwei φ10 mm explosionsgeschützte Ketten auf jeder Seite der Tür begrenzen deren Öffnungsweg selbst dann, wenn das Schloss nicht vollständig eingerastet ist; und eine mechanische Druckentlastungsöffnung in der Rückwand gibt dem Überdruck einen definierten Weg aus der Box und weg vom Bediener.

Die Box ist eine Barriere, kein Prüfgerät. Sie lädt, entladen oder misst nichts: Die Überladequelle, der Datenlogger und die Thermoelemente gehören zu Ihrem eigenen Prüfstand, und deren Leitungen werden durch die φ50 mm Durchführung auf der linken Seite in die Kammer geführt. Was die Box beiträgt, ist die Umgebung, in der der Test abläuft.

Ideal für:

• Telefon-Akkus, bei denen ein aufgeblähter Beutel oder ein ausgasendes Akkupack den erwarteten Fehler darstellt
• Knopfzellen, die klein genug sind, um herausgeschleudert zu werden, aber immer noch heiß genug, um Verletzungen zu verursachen
• Powerbank-Akkus, die als Pack statt als bloße Zelle getestet werden
• AA- und AAA-Primärzellen (5er- und 7er-Serie), einschließlich des Leckage- und Ausgasungsfalls
• Eine einzelne 18650er Zelle, das Format, das am häufigsten für Überlade- und Tiefentladungstests verwendet wird

TOB-001-1 explosionsgeschützte Überlade-Prüfkammer, Vorderansicht: einflüglige Tür mit bündig eingelassenem Griff und dem Bedienfeld daneben.

Nennen Sie uns das Zellformat und die Anzahl der Zellen, die Sie pro Schicht testen, und wir bestätigen Ihnen die Kammergröße und die Zubehörliste vor Ihrer Bestellung.

Warum Überladetests eine physische Barriere erfordern

Eine überladene Zelle versagt nicht sanft. Jenseits des Punkts, an dem die Kathode kein Lithium mehr aufnehmen kann, beginnt sich der Elektrolyt zu zersetzen, die Zelle stößt entzündliche Dämpfe aus, und im schlimmsten Fall reißt das Gehäuse auf und schleudert heiße Teile nach außen. Das Ereignis ist kurz, und die Teile verlassen die Zelle mit genügend Energie, um jeden zu verletzen, der davor steht. Ein Prüfstand, der eine Zelle in einer offenen Klammer hält, geht davon aus, dass die Zelle in diese Richtung nicht versagt.

Ein Abzug ist kein Ersatz. Ein Abzug ist eine Lüftungsvorrichtung: Er verdünnt und saugt Dämpfe ab, und seine Frontscheibe, Seitenwände und Kanäle sind auf diese Aufgabe ausgelegt und nicht auf einen Druckstoß und feste Fragmente. Die Absaugung erfolgt zudem erst im Nachhinein, wenn der Rauch bereits in das Arbeitsvolumen freigesetzt wurde. Die TOB-001-1 trennt die beiden Funktionen. Die Stahlkammer nimmt das mechanische Ereignis auf, der Abluftventilator an der Rückseite reinigt anschließend die Luft, und die mechanische Entlastungsöffnung sorgt für einen definierten Ausgang des Überdrucks an der Rückseite des Schranks.

Das dritte Sicherheitselement ist eher verfahrenstechnischer als mechanischer Natur: das explosionsgeschützte Schloss plus die Ketten. Eine Tür, die nur geschlossen ist, öffnet sich unter einer Druckwelle. Zwei φ10 mm Ketten auf jeder Seite der Tür sind so dimensioniert, dass selbst eine völlig entriegelte Tür nur einen kurzen Weg zurücklegen kann, wodurch die Fragmente im Inneren und der Bediener draußen bleiben.

Kammerkonstruktion und Sicherheitsmerkmale

Der Schrank ist eine 1.600 mm hohe Einheit auf vier verstellbaren Lenkrollen: Die Prüfkammer nimmt den oberen Bereich und der Geräteschrank den unteren Bereich ein. Die Kammer selbst ist ein 500 x 500 x 500 mm großer Raum, vollständig ausgekleidet mit einer 1,5 mm starken 304er Edelstahlplatte: keine beschichtete Platte, sondern eine Edelstahlverkleidung an den Wänden, die eine ausgasende Zelle tatsächlich erreicht.

Doppelwandige Ausführung. Die 304er Edelstahlauskleidung wurde gewählt, weil sie dem Fluorwasserstoff und den organischen Lösungsmitteln, die von einer ausgasenden Lithium-Ionen-Zelle freigesetzt werden, weit besser widersteht als eine lackierte Weichstahloberfläche. Drumherum übernimmt die 1,2 mm dicke, kaltgewalzte Stahlhülle mit ihrer hochtemperaturbeständigen Pulverbeschichtung die strukturelle Last und verleiht der Box ihr fertiges Aussehen.

Marmorsockel. Die Zelle ruht auf einer Marmorplatte auf dem Kammerboden und nicht direkt auf Stahl. Marmor ist ein Isolator: Wenn Elektrolyt aus einer beschädigten Zelle austritt, kann die Lauge das Zellgehäuse nicht mit der Kammerwand überbrücken und keinen externen Kurzschluss verursachen, der den Test vorzeitig beenden und das Ergebnis verfälschen würde.

Beobachtung ohne Öffnen. Die einflüglige Tür verfügt über ein Sichtfenster, sodass der Test vom ersten bis zum letzten Ausgasen beobachtet werden kann, ohne die Kammer öffnen zu müssen. Es muss nichts entriegelt werden, und niemand muss vor einer offenen Tür stehen, um zu sehen, was die Zelle tut.

Ausstattung aus Sicht des Bedieners der Box:

• Tür - einflüglig, ein Fenster, bündig eingelassener Griff und SUS 304-Scharniere, verbunden mit dem Korpus durch ein stabiles Scharnier und gehalten durch ein explosionsgeschütztes Schloss, sodass die Tür ein struktureller Teil der Sicherheitsvorrichtung und keine einfache Abdeckung ist.
• Explosionsgeschützte Ketten - zwei φ10 mm Ketten auf der linken und zwei auf der rechten Seite der Tür als zweite Verteidigungslinie, falls das Schloss nicht vollständig eingerastet ist.
• Druckentlastung - eine mechanische Entlastungsöffnung in der Rückwand, die sich nach außen öffnet, um Druck abzulassen, wenn eine Zelle explodiert.
• Abluftventilator - ein starker Ventilator an der Rückseite des Schranks, der Rauch nach draußen abführt und über das Bedienfeld geschaltet wird.
• Beleuchtung - eine hhelligkeitsstarke, energiesparende LED-Lampe an der Oberseite der Kammer, die den gesamten Testraum ausleuchtet, damit das Sichtfenster während eines Ausgasens nutzbar bleibt.
• Prüfanschluss - ein φ50 mm Anschluss auf der linken Seite, mit einem Silikonstopfen zum Abdichten um Kabel herum und einer Edelstahlabdeckung für den Fall, dass der Anschluss nicht in Gebrauch ist.
• Bedienfeld - schaltet den Abluftventilator und die Beleuchtung ein und aus; während eines Tests steht nichts anderes am Schrank unter Strom.
• Lenkrollen - vier verstellbare, arretierbare Lenkrollen, sodass der Kasten zur Werkbank bewegt und dort fixiert werden kann.

Im Inneren des TOB-001-1: die Auskleidung aus 304er Edelstahl an den Kammerwänden und die auf dem Boden verlegte Marmorplatte.

Vollständige technische Daten

1. Abmessungen und Materialien

Die Außenhöhe von 1.600 mm umfasst die Prüfkammer, den Geräteschrank, den Rahmen und die Lenkrollen; die Stellfläche beträgt 700 x 700 mm.

2. Tür, Beschläge und Stromversorgung

Das Bedienfeld schaltet den Abluftventilator und die Innen-LED; während eines Tests steht nichts anderes am Schrank unter elektrischer Spannung.

Bedienungsanleitung

1. Vor dem Test

1. Schalten Sie zuerst die Beleuchtung ein und inspizieren Sie die Kammer: Die Marmorplatte muss trocken und frei von Rückständen des vorherigen Laufs sein, und das Glas muss sauber genug sein, um die Zelle zu sehen.
2. Platzieren Sie die Zelle zentriert auf der Marmorplatte, wobei die Entlüftungsseite vom Fenster wegzeigt.
3. Führen Sie die Messleitungen durch die φ50 mm Öffnung auf der linken Seite ein und setzen Sie den Silikonstopfen darum ein, sodass die Kabeleinführung geschlossen ist, die Öffnung aber weiterhin nutzbar ist.
4. Schließen the Fluegel door, rasten Sie das explosionsgeschützte Schloss ein und haken Sie die beiden φ10 mm Ketten auf jeder Seite ein.
5. Starten Sie den Abluftventilator über das Bedienfeld und beginnen Sie dann das Überlade- oder Überentladeprogramm an Ihrer eigenen Stromquelle.
6. Wenn die Öffnung nicht in Gebrauch ist, bringen Sie die Edelstahlabdeckung wieder an, sodass die Öffnung vollständig geschlossen ist.

Die φ50 mm Öffnung auf der linken Seite: Der Silikonstopfen dichtet um die Leitungen ab, und die Edelstahlabdeckung schließt die Öffnung, wenn sie nicht in Gebrauch ist.

2. Während und nach dem Test

1. Schauen Sie durch das Fenster, nicht durch eine geöffnete Tür. Die Tür bleibt während des gesamten Programms verriegelt und verkettet.
2. Wenn die Zelle entlüftet oder platzt, lassen Sie den Abluftventilator laufen und öffnen Sie die Kammer erst, wenn der Rauch abgezogen ist und die Kammer abgekühlt ist.
3. Prüfen Sie nach dem Öffnen, ob die mechanische Entlastungsöffnung an der Rückseite vor dem nächsten Lauf wieder in ihre geschlossene Position zurückgekehrt ist.
4. Entfernen Sie die Rückstände mit funkenfreien Werkzeugen, reinigen Sie die Marmorplatte und das Glas und tragen Sie den Zustand der Zelle in das Testprotokoll ein.

Standortvorbereitung und Wartung

• Stromversorgung. Der Schrank benötigt einen einphasigen AC-220-V-, 50-Hz-Anschluss mit einer Leistung von 0,2 kW und Schutzleiter. Diese Versorgung betreibt nur den Abluftventilator und die LED; die Überladequelle ist ein separates Gerät.
• Freiraum. Lassen Sie vorne Platz für den Türanschlag und hinter dem Schrank für die Entlastungsöffnung und den Ventilatorenstaub. Eine durch eine Wand blockierte Entlastungsöffnung ist keine Entlastungsöffnung mehr.
• Boden. Das Gerät steht auf vier verstellbaren Lenkrollen, sodass lediglich ein ebener Boden und ein Durchgang erforderlich sind, der breit genug für eine Grundfläche von 700 x 700 mm ist; arretieren Sie die Lenkrollen, sobald sich die Box an ihrem Platz befindet.
• Zwischen den Tests. Wischen Sie das Glas ab, überprüfen Sie das Scharnier und die Schließfläche und kontrollieren Sie, ob alle vier Ketten noch verankert und frei von verbogenen Gliedern sind.
• Umgehen Sie niemals das Schloss oder die Ketten, um einen Testzyklus zu verkürzen, und lassen Sie niemals den Testanschluss offen, während eine Zelle entgast.

Technischer FAQ

F1: Warum erledigt eine Stahlbox eine Aufgabe, die ein Abzug nicht bewältigen kann?

Weil die beiden Vorrichtungen unterschiedliche Probleme lösen. Ein Abzug ist eine raumlufttechnische Vorrichtung: Er verdünnt und saugt Dämpfe ab, und sein Schiebefenster, seine Seitenwände und sein Abluftkanal sind auf diese Aufgabe ausgelegt. Eine berstende Zelle erzeugt einen Druckstoß und feste Fragmente, von denen keines auf das Abfangen durch einen Abzug ausgelegt ist. Zu dem Zeitpunkt, zu dem der Abzug den Rauch absaugt, hat das Ereignis im Arbeitsvolumen bereits stattgefunden. Die Box kehrt die Reihenfolge um: Die Stahlkammer absorbiert das mechanische Ereignis, und die Absaugung kümmert sich um das, was danach übrig bleibt.

F2: Warum befindet sich die Prüfkammer im oberen Bereich und darunter ein Geräteschrank?

Weil die Kammer und die zugehörige Hardware unterschiedliche Anforderungen haben. Die Kammer muss klein, versiegelt und mit Edelstahl ausgekleidet sein, und jeder Millimeter im Inneren ist Arbeitsvolumen; der Ventilator, die Steuerung und die Verkabelung müssen sich nicht in diesem Volumen befinden, um ihre Arbeit zu tun. Durch die vertikale Stapelung bleibt die Kammer kompakt und das Sichtfenster befindet sich auf Steh-Augenhöhe, anstatt einen 500-mm-Würfel in Kniehöhe zu platzieren.

F3: Warum eine Marmorplatte anstelle eines Stahlbodens?

Weil eine leitfähige Basis den Test vorzeitig beenden kann – und das auf unauffällige Weise. Wenn eine Zelle reißt und Elektrolyt ausläuft, überbrückt eine Pfütze auf einem Stahlboden das Zellgehäuse mit der Kammerwand: Das ist ein externer Kurzschluss, und die Zelle hat nun einen zweiten Fehlerpfad, der nichts mit der Überladungsbedingung zu tun hat, die Sie eigentlich testen wollten. Marmor ist ein Isolator, sodass das Leck ein Leck bleibt und das Ergebnis dem Überladen zugeordnet werden kann.

F4: Warum hat eine geschlossene Box dennoch einen Abluftventilator, und was bewirkt die hintere Entlastungsöffnung?

Es handelt sich um ein Sicherheitsgehäuse, nicht um einen Druckbehälter. Der Ventilator ist für den Normalfall da, in dem eine Zelle Rauch und Elektrolytdämpfe abgibt, ohne zu reißen: Er leitet diesen Rauch nach draußen, damit die nächste Beobachtung durch saubere Luft erfolgen kann. Die mechanische Entlastungsöffnung ist für den Ausnahmefall gedacht, in dem der Innendruck schneller ansteigt, als ein Ventilator ihn abführen könnte, und bietet diesem Druck einen definierten Ausgang an der Rückseite des Gehäuses. Das eine kümmert sich um die Atmosphäre, das andere um den Druck, und keines ersetzt das andere.

F5: Warum zwei Ketten auf jeder Seite der Tür anstelle von einer?

Weil die Tür ein großes, schweres Blatt ist und eine Explosion sie ungleichmäßig belastet. Eine einzelne Kette pro Seite lässt die Tür um die belastete Kette rotieren und an der gegenüberliegenden Ecke aufspringen; zwei Ketten pro Seite fixieren das Blatt an vier Punkten, sodass die Bewegung als Translation statt als Schwenk begrenzt ist. Die Ketten sind die zweite Verteidigungslinie hinter dem explosionsgeschützten Schloss und so dimensioniert, dass sich selbst eine vollständig entriegelte Tür nur über eine kurze Distanz bewegen kann.

F6: Was leistet diese Box nicht, und wann benötigt man ein anderes Testgerät?

Der TOB-001-1 schottet ein Ereignis ab; er erzeugt keine Testbedingung und misst nichts. Er verfügt über keine Ladequelle, keine Datenaufzeichnung, keine Temperaturregelung, keine Gaswäsche und kein aktives Brandschutzsystem, und seine Kammer mit den Maßen 500 x 500 x 500 mm ist für Verbraucherzellen statt für Module oder Packs ausgelegt. Wenn Ihr Test mechanischer statt elektrischer Natur ist, wendet der TOB-6047-2T Nagelpenetrations- und Quetschprüfstand die Belastung in einem kontrollierten Rahmen an; wenn der Fehlermodus, den Sie untersuchen, ein thermisches Durchgehen ist, ist die TOB-8401 Testmaschine für thermisches Durchgehen das richtige Instrument; und wenn die Zelle absichtlich entzündet werden muss

Die gesamte Familie ist unter Batterie- und Superkondensator-Sicherheitstester gelistet, wo diese Box neben den Instrumenten für Kurzschluss-, Stoß-, Vibrations- und thermische Missbrauchstests platziert ist.

Nennen Sie uns das Zellformat, die Anzahl der Zellen pro Schicht und den Platz hinter der Werkbank, und wir bestätigen Ihnen vor der Bestellung die Kammerkonfiguration und die Zubehörliste.

tob.amy@tobmachine.com | +86 181 2071 5609

Überprüft von: Science Wang, Six Sigma Black Belt, Battery Lines ｜ Zuletzt aktualisiert: 2026-10-20