ARC (Accelerating Rate Calorimeter, 가속속도열량계)는 셀로 부터 발열하는 온도를 정밀하게 tracking하여 셀과 주변 환경 간의 열 교환을 차단함으로써 거의 단열에 가까운 상태를 구축합니다. 따라서 셀의 자가발열속도 (Self Heat Rate)와 폭주온도(Thermal Runaway), 이와 관련된 발열량을 측정하고 분석하는 데 사용됩니다. ARC를 이용하면 발열하는 배터리 내부에서 열이 제때 방출되지 못하는 발열 반응의 열적 특성을 모사할 수 있어 실제 반응 과정에 더욱 가깝게 만들 수 있으며, 이를 통해 열 폭주 조건에서 나타나는 발열 반응의 속도론적 매개변수(Kinetics Parameter)를 얻을 수 있습니다.
ARC는 주로 대용량 배터리의 열 폭주 특성을 측정하는 열량계로 사용됩니다. 열 폭주 특성 외에도 열용량, 사이클 발열 특성 등 대용량 배터리의 다른 열적 특성도 측정할 수 있습니다. 또한 배터리 소재(양극, 음극, 분리막, 전해질)의 열 안정성을 연구하는 데에도 활용됩니다.
[ 열량계의 단열 상태 개략도 ]
[ HWS 모드에 의한 ARC 테스트 곡선 ]
- 배터리 열안전성 테스트
- 리튬 이온 배터리 열 안정성 특성 매개변수
l 특성 온도
- T1 — 자체 발열 시작 온도 (0.02℃/min)
- T2 — 열 폭주 시작 온도 (1℃/min/10℃/min/1℃/s)
- T3 — 최대 열 폭주 온도
- Tp — 압력 방출 온도
- ΔT — 단열 온도 상승
l 특성 시간
- Δt1 — 열 폭주 잠복 시간
- Δt2 — 열 폭주 시간
l 방출 에너지
- QT — 열 폭주 중 총 방출 에너지
- QS — 특정 온도에서의 과도 에너지
- ARC- H60 Specification
- 유효 열량계 크기(지름 * 깊이): 40cm × 60cm
- 내부 재질: 알루미늄
- 온도 범위: 상온 - 315℃ (저온 모듈 이용 가능)
- 온도 분해능: 0.001℃
- 히터: 내장형 히터 8개, 독립적인 온도 3개의 제어 구역
- 압력 범위: 0-200bar
- 감지 감도: 0.02℃/min
- 최대 트랙킹 속도: 20℃/min
- 작동 모드: Heat-Wait-Seek, 등온 (Isothermal) , 프로그램 선형 온도 상승
- 방폭형 외함 구성
