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华南师范大学实验报告学生姓名:蓝中舜学号：20120010027专业：新能源材料与器件勷勤创新班年级、班级：12新能源课程名称：化学电源实验实验项目：锂离子电池性能测试实验类型：验证设计综合实验时间：2014年5月5日-17日实验指导老师：马国正组员：黄日权郭金海一、实验目的1.熟悉、掌握锂离子电池的结构及充放电原理。
2.熟悉、掌握锂离子正极材料的制备过程及工艺。
3.熟悉、掌握锂离子电池的封装工艺及模拟电池测试方法。
二、实验原理锂离子电池是指正负极为Li+嵌入化合物的二次电池。
正极通常采用锂过渡金属氧化物Li x CoO2，Li x NiO2或Li x Mn2O4，负极采用锂-碳层间化合物Li x C6。
电解质为溶有锂盐LiPF6，LiAsF6，LiClO4等的有机溶液。
溶剂主要有碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸二甲酯（DMC）和氯碳酸酯（CIMC）等。
在充放电过程中，Li+在两极间往返嵌入和脱出，被形象的称之为“摇椅电池”。
锂离子电池充放电原理和结构示意图如下。
锂离子电池的化学表达式为：-）Cn|LiPF6-EC+DMC|LiM x O y（+其电池反应为：LiM x O y+nC Li1-x M x O y+Li x C n本实验以高温固相法制备的尖晶石型LiMn2O4为正极材料，纯锂片为负极，制备扣式锂离子模拟电池，并对制备的扣式半电池进行充放电测试。
三、仪器与试剂电化学工作站，蓝点测试系统、手套箱、电子天平、真空干燥箱、切片机、对辊机、鼓风干燥机LiMn2O4、乙炔黑、PVDF、无水乙醇、电解液（1M LiPF6溶与体积比EC:DEC:EMC=1:1:1的溶液）、锂片、去离子水、碳甲基吡咯烷酮。
四、实验步骤1.正极片的制备正极活性物质、导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏二氟乙烯（PVDF）按 80：10：10 的质量比混合均匀后，加入一定量溶剂N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP），在球磨机中充分研磨30min，然后通过自动涂覆机在集流体铝箔上涂上一定厚度的薄膜，置于80℃鼓风干燥箱中烘30min，再放入120℃真空干燥箱烘干 12 小时。
动力电池产品评估锂离子电池的安全性和环保性能动力电池是电动汽车的核心组件之一，而锂离子电池是当前主要的动力电池技术。
在选择动力电池时，评估其安全性和环保性能是至关重要的。
本文将围绕锂离子电池的安全性和环保性能展开讨论。
1. 锂离子电池的安全性评估1.1. 锂离子电池的热失控问题在过充放电、高温环境或机械损伤等情况下，锂离子电池可能发生热失控，导致电池包起火或爆炸。
因此，进行热失控测试是评估锂离子电池安全性的重要手段之一。
1.2. 电池包的耐压性和耐撞性电池包是由多个电芯组成的，其外部壳体需要具备足够的耐压性和耐撞性，以保护电芯免受外界的损伤。
通过压力测试和撞击测试可以评估电池包的安全性能。
1.3. 过充和过放保护性能过充和过放会导致锂离子电池性能下降、容量损失甚至电池损坏，因此，安全电池管理系统（BMS）需要具备过充和过放保护功能，确保电池在适当的电压范围内运行。
2. 锂离子电池的环保性能评估2.1. 资源利用率锂离子电池的资源利用率影响着其环境可持续性。
评估电池中的正负极材料的资源利用率以及电池回收利用率是评估其环保性能的重要指标。
2.2. 材料的环境影响锂离子电池的制造过程中需要使用大量的材料，如电解液、隔膜等。
评估这些材料的环境影响，例如毒性、可降解性、可再生性等，可以综合评估锂离子电池的环保性能。
2.3. 能源消耗和碳排放电池制造过程需要能源，其中包括材料开采、生产工艺等。
评估制造过程中的能源消耗和碳排放量，对锂离子电池的环保性能做出评价。
结论：综合评估锂离子电池的安全性和环保性能，需要考虑电池的热失控问题、耐压性和耐撞性、过充和过放保护性能等安全性指标，以及资源利用率、材料的环境影响、能源消耗和碳排放等环保性指标。
只有在确保电池的安全性和环保性能达到一定标准的情况下，才能在动力电池产品中广泛应用锂离子电池技术。
本文从安全性和环保性能的角度，对锂离子电池进行了评估。
通过严格的测试和评价，才能确保动力电池产品在使用过程中的安全性和环保性能，为电动汽车行业的可持续发展做出贡献。
锂离子电池测试标准
锂离子电池是当前电子产品中最常见的电池类型之一，它具有高能量密度、长
循环寿命和轻量化的特点，因此被广泛应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等领域。
然而，由于锂离子电池的特殊性质，其测试标准显得尤为重要。
首先，锂离子电池的测试标准需要包括安全性能的测试。
由于锂离子电池在充
放电过程中可能会发生过热、短路、过充或过放等安全问题，因此需要进行短路、过充、过放、高温、冲击等多方面的安全测试，以确保其在使用过程中不会出现安全隐患。
其次，锂离子电池的性能测试也是测试标准中的重要部分。
包括但不限于容量
测试、循环寿命测试、内阻测试、自放电测试等。
这些测试项目可以全面评估锂离子电池的性能表现，为产品的研发和生产提供参考依据。
另外，环境适应性测试也是锂离子电池测试标准中不可或缺的一部分。
锂离子
电池在不同的环境条件下可能会表现出不同的性能，因此需要进行低温、高温、湿热等环境适应性测试，以评估电池在不同环境下的性能表现。
此外，对于特定用途的锂离子电池，还需要进行特殊的测试。
比如用于电动汽
车的动力电池需要进行快充性能测试，用于储能系统的电池需要进行长周期循环寿命测试等。
总的来说，锂离子电池测试标准需要全面、系统地评估其安全性能、性能表现
和环境适应性，以确保其在各种应用场景下能够稳定可靠地工作。
因此，制定和遵守严格的测试标准对于保障锂离子电池产品质量和安全性具有重要意义。
电池水浸泡冲击测试标准电池水浸泡冲击测试是一种用于评估电池在水浸条件下的性能和安全性的测试方法之一。
测试标准通常由国际标准化组织（ISO）、美国国家标准协会（ANSI）、国际电工委员会（IEC）等制定。
以下是一些可能与电池水浸泡冲击测试相关的标准：1. IEC 62133-2:2017《Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Safety requirements for portable sealed secondary cells, and for batteries made from them, for use in portable applications - Part 2: Lithium systems》：* 该标准是关于便携式密封二次电池和由其制成的电池在便携式应用中使用的安全要求，其中包括一些与水浸泡和冲击相关的测试要求。
2. UN 38.3《Recommendations on the Transport of Dangerous Goods - Manual of Tests and Criteria》：* 该标准是关于危险货物运输的测试和准则的手册，其中包括了对锂电池进行水浸泡和冲击测试的一些规定。
3. IEC 60086-4:2019《Primary batteries -Part 4: Safety of lithium batteries》：* 此标准涉及锂电池的安全要求，包括水浸泡和冲击测试。
请注意，具体的测试要求和程序可能会根据不同的电池类型、用途和规格而有所不同。
在进行测试之前，建议您查阅适用于您特定电池的最新标准文档，以确保您的测试符合行业要求。
此外，一些国家或地区可能还有其他相关的法规和标准，您可能需要考虑这些因素以确保符合当地和国际的法规要求。
电动汽车用锂离子固态动力蓄电池性能试验方法及技术要求电动汽车用锂离子固态动力蓄电池的性能试验方法和技术要求是确保电池的质量和可靠性、提高电池的安全性和性能稳定性的重要措施。
下面将从材料选择、试验前准备、试验过程和试验后分析等方面详细介绍这些方法和要求。
首先，材料选择方面，应优先选择具有较高的安全性和稳定性的锂离子固态电池材料。
常用的固态电解质材料有硫化锂、氮化锂、磷化钠等。
在电极材料方面，可以选择钛酸锂、硫化锂等进行掺杂改性以提高电池性能。
其次，试验前准备阶段需要对锂离子固态动力蓄电池进行充放电性能测试。
包括充电倍率、循环稳定性、容量保持率等测试。
此外，还需对电池进行外形尺寸、重量和固态电解质的厚度、孔隙率和孔径等物理参数进行测量。
试验过程中，应进行标准试验条件下的性能测试。
包括电池的循环性能测试、倍率性能测试、容量保持率测试等。
循环性能测试是通过对电池进行多次充放电循环，观察电池容量的衰减情况来评估电池的寿命。
倍率性能测试是对电池在不同倍率下进行充放电，观察电池的性能稳定性和能量输出情况。
容量保持率测试则是通过对电池进行长时间放置，观察电池容量的保持情况。
试验后需对试验数据进行分析和评估，以确定电池的性能是否符合要求。
评估指标包括电池容量衰减率、循环寿命、倍率性能稳定性以及容量保持率等。
通过数据分析可以对电池的性能进行定量评估，为电池的生产和使用提供参考依据。
总结来说，电动汽车用锂离子固态动力蓄电池的性能试验方法和技术要求旨在保证电池的质量和可靠性，提高电池的安全性和性能稳定性。
通过选择合适的材料、进行充放电性能测试、标准试验条件下的性能测试以及对试验数据的分析和评估，可以确保电池的性能符合要求，为电动汽车的推广和应用提供有力保障。
动力锂电池的检测标准动力锂电池的检测标准通常包括多个方面，旨在确保其安全性、性能和质量。
以下是一些常见的动力锂电池检测标准：安全性测试：短路测试：检测电池是否在短路条件下发生异常反应。
过充电测试：模拟电池过充电情况，验证其过充电保护机制的有效性。
过放电测试：模拟电池过放电情况，验证其过放电保护机制的有效性。
温度稳定性测试：在高温或低温条件下测试电池的性能和稳定性。
电性能测试：容量测试：测量电池的实际容量，确保其符合规定标准。
放电性能测试：测试电池在不同负载条件下的放电性能。
充电性能测试：测试电池在不同充电条件下的充电性能。
内阻测试：测量电池的内部电阻，评估电池的电导率和功率性能。
循环寿命测试：充放电循环测试：模拟电池在正常使用条件下的充放电循环，评估其寿命和稳定性。
快充循环测试：测试电池在快速充电条件下的循环寿命。
环境适应性测试：温度适应性测试：在不同温度条件下测试电池的性能，确保其在广泛的温度范围内能够正常工作。
湿度适应性测试：测试电池在高湿度环境下的性能。
外观和结构检测：外观检查：检查电池外壳、连接器等外观部分，确保没有明显的缺陷或损坏。
尺寸和形状检测：测量电池的尺寸和形状，确保符合规定标准。
标签和标识检测：标签完整性检查：检查电池上的标签是否完整、清晰可辨，包括规定的标识和警告标语。
运输和储存测试：振动测试：模拟电池在运输和使用中的振动环境，确保其结构和性能不受影响。
冲击测试：检测电池在运输和使用中的冲击耐受性。
这些测试标准可以根据电池的具体用途和规模而有所不同。
制造商通常会遵循国际标准、行业标准和客户要求来进行动力锂电池的检测和认证。
国内统一刊号CN31-1424／TB 2016/6 总第256期锂离子电池洗涤试验的耐受性王婷婷 陈有余 杨旭 马壮 钱景凌 张红 / 上海市质量监督检验技术研究院摘 要 介绍了锂离子电池或电池组洗涤试验所采用的设备、试验程序和试验结果，研究了电池洗涤试验对锂离子电池或电池组的影响。
试验结果表明，相较于锂聚合物电池，钴酸锂电池对洗涤试验的耐受性较差，容易发生破裂。
但两类电池在洗涤试验中均未发生起火或爆炸。
关键词 锂离子电池；锂聚合物电池；钴酸锂电池；洗涤试验0 引言锂离子电池或电池组已被广泛应用于便携式办公产品、通信产品、音视频产品等各类电子产品中，其安全问题引起人们的广泛关注[1-5]。
目前，常见的锂离子电池或电池组产品主要分为两类，钴酸锂电池和锂聚合物电池。
锂离子电池的洗涤试验主要是模拟实际使用中尺寸较小的电子产品或其电池因误操作而发生的被洗涤现象，它已作为一项重要的安全测试项目，被列入强制性国家标准GB 31241-2014《便携式电子产品用锂离子电池和电池组 安全要求》[2]中。
1 测试样品本实验测试样品为最常见的锂离子电池或电池组,即钴酸锂电池和锂聚合物电池。
这两类电池具有能量密度高、安全性高的特点，被广泛应用于各类电子产品中。
锂聚合物电池具有超薄化、轻量化、小型化特点。
同时，由于该电池使用了胶态电解质，不会因为液体沸腾而产生大量气体，从而杜绝了剧烈爆炸的可能性。
钴酸锂电池结构稳定，比容量高，综合性能突出，但相较于锂聚合物电池其安全性能较差。
锂离子聚合物电池和钴酸锂电池样品见图1。
左：钴酸锂电池，右：锂聚合物电池图1 典型锂离子电池样品2 测试设备使用自主研制的电池洗涤装置开展锂离子电池洗涤试验。
该设备可以模拟锂电池在洗衣机内浸泡、搅拌洗涤、甩干等试验工况，并且具有试验液恒温控制、循环配液、PH 监测等功能，试验可以依照标准自动按规定程序运行。
本试验适用于：1）手持式电子产品用锂离子电池组；2）可能置于口袋中携带或使用的便携式电子产品用锂离子电池组；3）其他便携式电子产品用、可置于口袋中携带的电池组；4）安装非用户更换型电池/电池组的手持式电子产品。
锂离子电池洗涤装置示意图见图2，其实体图见图3。
图2 锂离子电池洗涤装置示意图国内统一刊号CN31-1424／TB2016/6 总第256期图3 锂离子电池洗涤装置实体图3 测试程序将样品按照GB 31241-2014中4.5.1规定的试验方法充满电后进行电池洗涤试验。
试验按照以下步骤进行：1）配液：配置pH 为11.0±0.1的溶液（可使用质量分数为0.004%的NaOH 溶液），并将溶液加热至45℃±2℃；2）浸泡：将样品固定在转动装置上（见附录E.3），然后将样品放置在溶液中（电池中心距液面高度为300 mm±10 mm）浸泡0.5 h，试验过程中保持溶液的温度为45℃±2℃；3）搅拌：将样品固定于转动装置上，在溶液中转动0.5 h，转速为60 r/min；4）脱水：移除溶液，转动10 min，转速为800 r/min；5）烘干：将样品放置在高温箱中加热0.5 h，加热温度为45℃±2℃；6）若样品还能继续充放电，则按照GB 31241 -2014中4.5规定的充放电方法继续进行一次充放电循环后结束试验；若样品不能继续充放电，则结束试验。
样品在试验过程及试验后应不起火、不爆炸。
4 测试结果测试50批次样品，其中钴酸锂电池25批次，锂聚合物电池25批次。
1～25号样品为钴酸锂电池，26～50号样品为锂聚合物电池。
测试发现，所有测试样品均未发生起火或爆炸，锂聚合物电池比钴酸锂电池具有更好的耐洗涤效果。
详细测试结果见表1。
试验发现：1）84%的钴酸锂电池在洗涤试验后发生损坏性破裂，洗涤后可正常工作的电池仅为4%，说明钴酸锂电池对洗涤试验的耐受性非常差。
2）锂聚合物电池洗涤后一般不发生破裂，但部分样品会存在无法充放电的情况。
3）电池洗涤后无法正常充放电可能是由于洗涤试验破坏了电池内部的电路，导致充放电性能损坏。
4）对于性能较好的锂离子电池，经过洗涤测试其充放电性能并无明显改变。
对洗涤试验后可以正常充放电的锂离子电池进行充放电试验，比较该电池洗涤前后的充放电性能。
测试依据为GB 18287-2013中4.2电性能中0.2 ItA 放电的要求，电池或电池组按5.3.2.2规定进行试验，放电时间应不低于5 h。
充放电试验均在标准大气条件下进行，温度15～35 ℃，相对湿度45%RH ～75%RH，大气压86～106 kPa。
锂离子电池洗涤试验前后电池放电曲线分别见图4和图5。
图4 锂离子电池洗涤试验前的电池放电曲线图5 锂离子电池洗涤试验后的电池放电曲线图4和图５中，横坐标为放电时间，纵坐标为电压和电流。
Volt，Curr 为洗涤试验前后的放电曲线。
从图4可知，洗涤试验前后的放电曲线基本重合，测试样品放电时间不低于5 h，说明被测电池0.2 ItA 放电指标符合标准要求，洗涤试验对于性能较好的锂离子电池的电性能并无大影响。
（下转第16页）通过对比实验可知，分度值为0.05 mm/m的被检WYLER牌指针式电子水平仪自动检定与手动检定的示值误差结果基本一致，最大误差为0.030 mm/m，小于扩展不确定度的1/3，因此在允许范围内。
由于肉眼观察识别读数受光线、视角影响较大，每次检测结果受人为影响较大，而机器视觉可更好地保证数据的重复性，因此两者相比自动检定可以获得更为稳定准确的读数。
6 结语本文对电子水平仪自动检定系统进行了组建，采用机器视觉方法替代肉眼读数，提高了仪表的检定效率及自动化水平。
通过实际测试，该系统功能完善、自动化程度高、操作简单、性能稳定可靠，可以替代手动检定，完全达到了预期目标，具有较好的应用前景。
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根据研究分析，制造商和消费者可以使用两种方法规避洗涤试验带来的产品安全风险，一是在电池上加贴警示语“电池浸水后禁止使用！”；二是尽量使用锂聚合物电池，以提高电池使用的安全性。
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