Temperatur-Feuchte-Prüfkammer von -40℃ bis +130℃ für Zuverlässigkeitstests von Batteriezellen

Produktübersicht und ideale Anwendungen

Eine Temperatur- und Feuchteprüfkammer setzt Produkte präzise kontrollierten klimatischen Bedingungen aus, um ihre Leistung, Sicherheit und Haltbarkeit unter Belastung zu überprüfen. Die TOB-TH-80C ist eine 80-Liter-Umweltprüfkammer zur Tisch- bis Bodenaufstellung, die speziell für Batteriezellentests entwickelt wurde. Sie deckt einen Temperaturbereich von –40 °C bis +130 °C und einen Feuchtebereich von 20 % bis 98 % RH ab und ermöglicht die Simulation von extremer Kälte, trockener Hitze und zyklischen feuchtwarmen Umgebungen, denen Lithium-Ionen-Zellen während Transport, Lagerung und Betrieb ausgesetzt sind.

Was diese Kammer von einem allgemeinen Klimaprüfschrank unterscheidet, ist die Ausstattung mit batteriespezifischen Sicherheitsfunktionen. Eine Rauchabführung, zwei explosionsgeschützte Ketten an der Kammer-Tür und eine dreifarbige Alarmleuchte sind integriert, um die Risiken durch ausfallende Zellen zu verringern. Eine mechanische Druckausgleichsöffnung verhindert übermäßige Druckunterschiede während Prüfungen mit hoher Feuchte. Der Innenraum besteht aus SUS 304 Edelstahl, und die 100 mm starke feuerhemmende Polyurethan-Isolierung gewährleistet thermische Stabilität und geringen Energieverbrauch. Das Steuerungssystem verwendet einen amerikanischen PT100 Nass-/Trockenkugel-Sensor und liefert eine Temperaturstabilität von ±0,5 °C sowie eine Feuchtestabilität von ±2 % RH, wodurch die Wiederholbarkeitsanforderungen von IEC 60068-2-1, 60068-2-2 und 60068-2-30 erfüllt werden.

Ideal für:

• Batteriehersteller und Prüflabore, die Hoch-/Niedrigtemperaturbelastungen, Temperaturzyklen und Feuchtwärmeprüfungen an Lithium-Ionen-, Natrium-Ionen- und Festkörperzellen durchführen.
• F&E-Teams zur Bewertung neuer Zellchemien hinsichtlich thermischem Durchgehen, SEI-Abbau und Kapazitätsverlust unter kontrollierter Umweltbelastung.
• Qualitätssicherungsabteilungen, die GB/T 2423 (IEC 60068)-Prüfnormen für elektronische Produkte auf globalen Märkten einhalten müssen.
• Jede Einrichtung, die die klimatische Reise einer Zelle von einem kalten Winterlager bis zu einem tropischen Transportcontainer in einer sicheren, überwachten Umgebung simulieren muss.

Nicht sicher, welches Prüfprofil (z. B. zyklisch –20 °C bis 60 °C oder Feuchtwärme bei 85 °C/85 % RH) die Schwachstellen Ihrer Zelle am besten bewertet? Kontaktieren Sie unsere Anwendungstechniker mit Ihrem Zelltyp und Zielstandard.

Einordnung der Umweltprüfung in Batterieentwicklung und Produktion

Die Umweltprüfung erfolgt nach Zellmontage und Formierung sowie vor Versand oder abschließender Qualifizierung. Eine typische Batteriezelle durchläuft beispielsweise folgende Sequenz:

• Formierung und Alterung – Erste Lade-/Entladezyklen zur Stabilisierung der SEI.
• Leistungsprüfung – Kapazitäts-, Innenwiderstands- und OCV-Prüfungen.
• Umweltbelastungsprüfungen– Hoch-/Niedrigtemperatur-Lagerung, Temperaturzyklen, Feuchtwärme, Temperaturschock (mit der TOB-TH-80C).
• Sicherheits- und Missbrauchsprüfungen– Überladung, Nageldurchdringung, Quetschen (in separater Ausrüstung).
• Endprüfung – Elektrische und visuelle Prüfungen vor dem Versand der Zelle oder dem Einbau in ein Pack.

Da Batterietests das Risiko von Zell-Entlüftung oder Brand beinhalten, verfügt die TOB-TH-80C über Sicherheitsmechanismen, die allgemeinen Umweltprüfkammern fehlen. Die explosionsgeschützten Türketten verhindern ein Aufsprengen der Tür, die Rauchabführung leitet entstehenden Rauch aus der Kammer, und die dreifarbige Alarmleuchte bietet dem Personal eine sofortige visuelle Warnung. Diese Funktionen ermöglichen den Betrieb der Kammer in einem normalen Batterielabor ohne separates explosionsgeschütztes Gehäuse und sparen Platz sowie Kosten.

Funktionsweise des Temperatur- und Feuchtesteuerungssystems

Die TOB-TH-80C verwendet ein Dampfkompressions-Kühlsystem kombiniert mit elektrischer Heizung und einem fassartigen Befeuchtungssystem, um die erforderlichen Temperatur- und Feuchtebedingungen im 80-Liter-Arbeitsraum zu erzeugen. Ein mehrflügeliges Zentrifugalgebläse zirkuliert die konditionierte Luft von oben nach unten durch die Kammer über sorgfältig ausgelegte Luftkanäle und gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung von Temperatur und Feuchte über das gesamte Prüfvolumen.

Temperaturregelung

Ein hermetischer Kompressor einer französischen Marke (Tecumseh oder gleichwertig) mit R404A-Kältemittel sorgt für die Kühlung. Der Kompressor ist luftgekühlt und wird durch die Hauptsteuerung der Kammer geregelt, die die Kälteleistung je nach Sollwert über Heißgas-Bypass oder Ein-/Aus-Zyklen anpasst. Die Erwärmung erfolgt durch ein freiliegendes Nickel-Chrom-Legierungsheizrohr, das im Luftstrom vor dem Lüfter positioniert ist. Die Steuerung verwendet einen PID-Algorithmus und Rückmeldungen eines amerikanischen PT100-Nasskugel-/Trockenkugel-Sensorpaares, um die Temperatur auch bei wechselnden Lastbedingungen innerhalb von ±0,5 °C des Sollwerts zu halten.

Feuchteregelung

Die Befeuchtung erfolgt durch ein Heißwasser-Fasssystem, das Dampf erzeugt und in den Luftstrom einspeist. Diese Methode bietet eine schnellere Reaktion und bessere Leistung bei niedriger Feuchte als herkömmliche Wannenbefeuchter und minimiert die Bildung von Ablagerungen, die die Kammer und Prüfproben verunreinigen können. Das Befeuchtungsrohr ist eingebettet und besitzt einen Isolationswiderstand von mehr als 50 MΩ sowie einen integrierten Trockenbrand- und Explosionsschutz. Die Feuchte wird durch denselben Nasskugel-/Trockenkugel-Sensor gemessen, und die Steuerung hält die relative Feuchte innerhalb von ±2 % RH des Sollwerts.

Luftzirkulation und Kammerkonstruktion

Ein Niederdruck-Asynchronmotor einer taiwanesischen Marke treibt ein mehrflügeliges Zentrifugalgebläse an, das Luft aus dem Behandlungsplenum ansaugt und nach einem „von oben nach unten“-Muster in der Kammer verteilt. Die Innenkammer besteht aus SUS 304 Edelstahl, während die äußere Hülle aus kaltgewalztem Stahl mit langlebiger Lackierung gefertigt ist. Dazwischen befindet sich eine 100 mm dicke Schicht aus feuerhemmendem hochfestem Polyurethanschaum, die die Kammeroberfläche kühl hält und den Wärmeaustausch mit der Umgebung minimiert.

Sicherheit und Überwachung

Die Kammer wird durch einen unabhängigen einstellbaren Temperaturwächter (Übertemperaturabschaltung) und eine Anti-Kondensationsschaltung für Proben überwacht. Ein Phasenfolge-Schutzrelais verhindert Schäden durch falsche Netzverkabelung, und ein sicherungsloser Schutzschalter schützt vor elektrischer Überlastung. Im Fall eines Zellfehlers begrenzen die Rauchabführung und explosionsgeschützten Türketten die Gefahr, während die dreifarbige Alarmleuchte das Laborpersonal warnt.

Vollständige technische Spezifikationen

Warum TOB‑TH‑80C einer generischen Umweltkammer vorziehen

Warum Batterietestgruppen in eine speziell entwickelte Kammer investieren:

Eine Standardkammer kann die eingestellte Temperatur und Luftfeuchtigkeit erreichen, aber ihr fehlen die mechanischen und elektronischen Schutzvorrichtungen, die es sicher machen, Lithium-Ionen-Zellen stunden- oder tagelang unbeaufsichtigt zu testen. Die TOB-TH-80C wurde unter Berücksichtigung der realen Ausfallarten von Batteriezellen entwickelt, und jedes Sicherheitsmerkmal ist vorhanden, weil ein Testingenieur einst erlebt hat, wie eine Zelle in einer Standardkammer entgast ist, und sich eine bessere Lösung gewünscht hat.

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Bereit, Ihre Zellen den Belastungen von Umwelt-Stresstests auszusetzen? Fordern Sie ein Angebot für den TOB-TH-80C an, einschließlich Optionen wie LAN-Kommunikation, zusätzlichen Regalen oder einer kundenspezifischen Testloch-Konfiguration. Unsere Anwendungstechniker können auch eine vorkonfigurierte Testsequenz für Ihren spezifischen Batteriestandard bereitstellen.

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