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锂电池检测知识

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电池检测知识 电池测试是一项看似简单却不简单，基础又重要的工作。当拿到一只电池或一组电池组时，怎样判断它的好坏呢？单从外表上我们得不到太多的有用信息，这就需要借助设备仪器对电池进行有目的的测试。 在测试之前我们一定要先收集这个电池的信息，比如这个电池是用在什么地方的，电池的关键材料是什么，电池的型号是什么，它是能量型的还是功率型的。这样我们才能有针对性的对电池或电池组作出准确的评价。电池按照应用范围的不同可以分为能量型电池和功率型的电池，两种电池的区别在于一中适合于小电流放电，一种适合于大功率放电，一种能量密度相对较大，一种能量密度相对较小。对电池的测试可以参考不同的标准，有国家标准有行业标准也有国外的标准，我们公司目前的动力电池测试是采用的汽车行业的动力锂离子电池检测标准《电动车辆用锂离子电池》 一、单体电池的检测 1.基本性能 基本性能包括电池的容量（一般常温25℃0.5C或1/3C）、内阻、质量、体积和能量比。 例： 1.1某厂样品电池基本性能

PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 项目 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 极差 平均 质量（g） 76.21 76.07 76.17 76.39 76.29 75.31 76.69 76.37 0.62 76.19

内阻（mΩ） 14.04 14.40 13.25 13.30 12.85 12.05 13.32 14.08 2.35 13.41 0.4C 2.81 2.82 2.83 2.84 2.85 2.82 2.87 2.80 0.07 2.83 1C 2.73 2.72 2.73 2.71 2.75 2.70 2.77 2.71 0.07 2.73 常温 容量（Ah） 3C 2.70 2.71 2.74 2.69 2.74 2.70 2.77 2.71 0.08 2.72

0.4C 3.213 3.225 3.214 3.224 3.214 3.223 3.172 3.216 0.053 3.21 1C 3.114 3.151 3.151 3.154 3.126 3.138 3.132 3.125 0.040 3.14 中值电压 （v） 3C 2.872 2.912 2.870 2.952 2.869 2.925 2.890 2.882 0.082 2.90

从基本性能上我们可以判断出电池的一致性，上面的数据可以看出此

电池内阻质量容量和中值电压上差值较小，所以其内阻。 2.电化学性能 电化学性能是电池最重要的性能也是直接反应电池好坏的一项性能。电化学性能主要包括倍率性能、循环性能、高低温性能、搁置贮存性能等 2.1倍率性能 倍率的概念都知道了，就不多说了。不同电池要测试的倍率也不一样。能量型的电池对倍率性能的要求不高，所以测试的最大倍率可以小些。功率型的电池要测试的最高倍率就要大很多，根据情况甚至可以达到15C。 那么倍率性能要关注那些东西呢？首先最应关注的是其倍率放电平台电压。平台电压没有一个确切的概念，行业内一般把电池放电的中值电压（即容量放出一半时电池的放电电压）定为电压平台。我们平时说锰锂的工作电压是3.7v，钴锂和三元的工作电压是3.6v，磷

PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn酸亚铁锂的工作电压是3.2v，其实都不是绝对的，这个电压也是受放电倍率或者说放电电流的大小影响的。其次要关注的就是容量，不同倍率下放出容量的多少也能反映出电池的性能。如果把电池0.2C放电容量作为其额定容量，那么倍率容量百分比就是该倍率下放出的容量比上额定容量，这个百分比越接近100%相对来说电池的倍率性能越好。理论上放电放电电流越大，电池电化学极化越严重，放出的容量越少。锰锂系、钴锂和三元材料的电池符合这个理论，但磷酸亚铁锂不一定，因为磷酸亚铁锂受温度的影响很大，这个稍后详细讲。还有一个需要关注的就是电池放电时表面温度。电池在大电流放电时温度会升高，我们当然都不想电池在工作时表面温度很高，因为这样很危险。（温度对电解液的影响等略） 例：这是325678的一个倍率曲线图 GLP9.5Ah-325678倍率曲线

20002100220023002400250026002700280029003000310032003300340035003600

010002000300040005000600070008000900010000容量（mAh）

电压（mv）3#0.5C3#1C3#2C3#3C4#0.5C4#1C4#2C4#3C

2.2循环性能 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn电池的循环寿命应该是我们最关心的一个指标。怎样检测电池的循环性能？我们向客户承诺的质保三年到底能不能做到？ 不同的标准对电池循环寿命的测试方法规定不同，（我们的企标规定是…..略）。实际检测中考虑到效率问题通常做1C—1C循环或1C—2C循环，现在做倍率型的电池逐渐过渡到2C—3C循环。循环多少次算结束？企标上规定为80%，其它标准有的规定为70%。这个也不是绝对的我们设定一个限制只是为了便于对比和参考，你说电池衰减致80%就不能用了吗？不是这样的！再说我们对客户的承诺能不能实现，理论上讲是能实现的。假设客户在实际使用中1天充放电1次，即一天循环1次，那么三年才循环1000次，我们的电池是可以满足1000次循环的。但实际还要考虑贮存对电池容量衰减的影响，这就很难说了，我们没有做个贮存1年或更长时间的试验。 2.3高低温性能 电池的高低温性能可以说决定了电池的市场分布。对电池的影响一般看-20℃，-10℃，0℃，常温20℃，高温55℃这几个温度。试验方法为先将电池在常温下按照标准规定做容量检验，然后在相应的温度环境中放置一定时间，再进行放电。磷酸铁锂电池现在有个行业性难题就是它的低温性能不好。磷酸铁锂电池低温性能很不好，高温性能却很好。我们的电池在东北市场几乎没有市场就是这个原因。前面讲大部分电池越大倍率放电，放出的容量越少，磷酸铁锂电池却不一定。磷酸铁锂在3C倍率下放电可能比1C下放出的容量还多，原因就是3C放电时，电池内部温升比较快，电池表面温度高，温度上

PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn来以后反而促进了电池的电性能。 例：某电池低温放电曲线 新线电池低温放电曲线

25℃-20℃

55℃

050010001500200025003000

3500

4000

010002000300040005000600070008000900010000容量（mAh）

电压（mv）1#常温1#低温1#高温2#常温2#低温2#高温

2.4荷电性能和搁置贮存性能 搁置包括常温一个月搁置和高温7天搁置，贮存为3个月贮存。 企标规定的试验方法是，先在常温下按标准规定对电池容检，然后充满电将电池搁置或贮存，时间到期后先对电池放电，测出他的荷电保持能力（用容量百分比表示），再充电放电测试其容量恢复能力（用容量百分比表示）锂离子电池相对于铅酸电池，镍氢电池，镍镉电池的荷电保持能力都要强很多。锂电池中，又属锰锂的荷电能力差。 3.安全性能 安全性能是电池最重要的一项性能，现在不论做什么都是安全第一。如果电池的安全性能存在问题的话，那么其他性能在好也是没用的。磷酸铁锂作为新一代的材料最大的特点就是安全。做过很多安全测试可以明显对比出磷酸铁锂的安全性比锰锂钴锂三元的电池安全

PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn性要好的多。 安全性能主要包括以下几项。 项目 方法 判定标准

过充 方法一：以3I3(A)电流充电，至蓄电池电压达到 5V 或充电时间达到 90min（其中一个条件优先达到即停止试验） 方法二：以9I3(A)电流充电，至蓄电池电压达到 10V即停止试验 应不爆炸、不起火。

过放 以1I3(A)电流放电，直至蓄电池电压0V（如果有电子保护线路，应暂时除去放电电子保护线路） 应不爆炸、不起火、

不漏液 针刺 用φ3mm～φ8mm的耐高温钢针、以10-40mm/s的速度，从垂直于蓄电池极板的方向贯穿（钢针停留在蓄电池中） 应不爆炸、不起火。

短路 将蓄电池经外部短路10min，外部线路电阻应小于5mΩ。 应不爆炸、不起火。

加热 将蓄电池置于85℃±2℃恒温箱内，并保温120min。 应不爆炸、不起火。

挤压 1) 挤压方向：垂直于蓄电池极板方向施压。 2) 挤压头面积：不小于20cm2。 3) 挤压程度：直至蓄电池壳体破裂或内部短路（蓄电池电压变为0V）。

应不爆炸、不起火。

注：以上的测试都是在常温下，电池按标准规定充满电之后做的

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锂电池的基本知识

锂电池的基本知识

2锂－亚硫酰氯电池(LiSOCl2) 锂－亚硫酰氯电池是比能量最高的一种，目前可达到 500Wh/kg 或 1000Wh/ L 的水平。它的额定电压是 36V，以中等电流放电时具有极其平坦的 34V 放 电特性(可在 90％容量范围内平坦地放电，保持不大的变化)。电池可以在－40 ℃～＋85℃范围内工作，但在－40℃时的容量约为常温容量的 50％。自放电率 低(年自放电率≤1％)、储存寿命长达 10 年以上。 应用注意事项
各种锂离子电池的性能如表 7 所示。
表 7(a)型号中的 6 位数字，前两位为高度尺寸，中间两位为宽度尺寸，后两 位为长度尺寸(mm)。例如 LIS063048，其高为 6.7mm，宽为 29.9mm，长度为 48 mm。
表 7(b)型号的四位数字中，前两位为直径，后两位为带一位小数点的高度尺 寸。例如 LIR2025，它的直径为 20mm，高度为 2.5mm。 锂离子电池保护元件及保护电路
锂电池的最大特点是比能量高。什么是比能量呢?比能量指的是单位重量或 单位体积的能量。比能量用 Wh/kg 或 Wh/L 来表示。Wh 是能量的单位，W 是瓦、 h 是小时；kg 是千克(重量单位)，L 是升(体积单位)。这里举一个例来说明：5 号 镍镉电池的额定电压为 1.2V，其容量为 800mAh，则其能量为 0.96Wh(1.2V×0.8 Ah)。同样尺寸的 5 号锂－二氧化锰电池的额定电压为 3V，其容量为 1200mAh， 则其能量为 3.6Wh。这两种电池的体积是相同的，则锂－二氧化锰电池的比能量 是镍镉电池的 3.75 倍!
2. 锂离子电池(Li-Ion)
锂离子电池是目前应用最为广泛的锂电池，它根据不同的电子产品的要求可 以做成扁平长方形、圆柱形、长方形及扣式，并且有由几个电池串联在一起组成 的电池组。
锂离子电池基础知识培训

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基础知识——锂电池基本构成
主要材料：正极、负极、电解
液、隔膜
结构：圆形、方形；叠片、卷绕 形态：聚合物(软包装)、锂离子
(钢壳)
锂离子聚合物电池 软包装电池
方形锂离子电池
基础知识——可靠性测试
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 循环寿命 不同倍率的放电特性 脉冲放电特性 不同温度的放电特性 充电特性 不同温度的自放电特性 存储特性 温度循环测试 高温测试 跌落测试 振动测试
基础知识——避免电池短路
操作时为什么要避免电池正负极短路：
电池正负两端连接在任何导体上都会造成外部短路，电池类型不同， 短路 有可能带来不同程度的后果。如：电池内部温度升高，电解液分解 ，内部气压增大， 气压值如果超过电池密封垫片耐压值时，电池将漏液， 这种情况严重损坏电池。如果安全阀失效，甚至会引起爆炸。因此切勿将 电池外部短路。
基础知识——电池基本概念
能量密度（Wh/Kg）：指单位体积或单位质量所释放的能量，
通常用体积能量密度（Wh/L）或质量能量密度（Wh/kg）表示。如一节锂 电池重325g，额定电压为3.7V，容量为10Ah，则其能量密度为113Wh/kg， 下表为理论值，在实际应用情况中需要考虑电池结构中的壳体、零件等 各方面因素。目前锂电池的能量密度是镍镉和镍氢电池的3和1.5倍，能 量密度的高低是由材料密度与结构决定的 。
3. 挤压实验:
实验条件: 电池在满电情况下，将13kN的力加在电池侧面的直径为
32mm的 两活塞上,直到活塞上压强达到17.2MP。 实验要求: 电池不起火,不爆炸。
4.
过充实验:
实验条件: 电池在满电下以（3C 10V）恒流恒压对电池进行充电,当电流达到
锂电知识培训

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●电池专业术语定义
专业术语 倍率 描述 以标称容量的几何倍数电流进行放电的简称，如标称容量为 1000mAh电池的1C为1000mA, 500mA为0.5C,10000mA为10C 放电电流低于1C以下恒流放电（如0.2C,0.5C等）,IEC标准为0.2C 备注
标准放电 放电
持续倍率
瞬时倍率
可以持续放电至终止电压的最大倍率放电电流
●电池专业术语定义
专业术语 描述
电池标准充电后，0.2C恒流放电至截止电压的最低容量 电池标准充电后，以指定倍率恒流放电至截止电压的实际放电容量
电池标准充电后，以超过1C以上电流的放电，如3C、10C、20C等 电池在正常工作过程中表现出来的平均电压，如钴酸锂电电池3.7V、磷酸铁锂3.2V 外电路断开时，电池正负极两端之间的电位差 电池充电允许的最高电压。如钴酸锂电池为4.2V 电池结束放电的电压，如钴酸锂电池为3.0V 放电到50%容量时电池的电压（衡量倍率放电性能的重要指标）
●常见二次电池性能对比
电池类型 额定电压(V) 能量密度(Wh/kg) 循环寿命(次） 自放电 工作温度℃ 安全性 记忆效应 环境友好性 成本 镍镉 1.2 60 ＞1000 25% -40～70 好 有 不好 一般 镍氢 1.2 90 ＞500 35% -20～70 好 较小 好 较高 铅酸 2.0 35 200-500 小于15% -20～+50 一般 无 不好 低 Li-ion 3.7 150 ＞500 小于10% -20～+60 差 无 好 高
无起火、 爆炸、冒烟
7
过放
无爆炸、起火、 冒烟、漏液
8
短路
无起火、爆炸、冒烟 电芯表面的最高温度 ≤150℃.
9
锂电池安全使用及其知识培训

锂电池安全使用及其知识培训

锂电池安全使用及其知识培训
简介
本文档旨在提供关于锂电池的安全使用知识和培训。

锂电池广泛应用于各种电子设备中，但由于其特殊性质，正确的使用和处理非常重要以确保安全。

锂电池的基本知识
- 锂电池是一种可充电电池，常用于移动设备和电动车辆等领域。

- 锂电池通常由正极、负极、隔膜和电解液组成。

- 锂电池有不同的类型，包括锂离子电池（Li-ion）和锂聚合物电池（Li-poly）等。

锂电池的安全使用
- 使用原装充电器或经过认证的充电设备来充电锂电池。

- 避免过度充电或过度放电锂电池，以免损坏电池或引发安全问题。

- 避免将锂电池暴露在高温环境中，以免引发火灾或爆炸。

- 不要将锂电池短路，以免损坏电池或导致安全事故。

- 当不使用锂电池时，应妥善存放在干燥、通风和避光的地方。

锂电池的安全处理
- 不要将锂电池投入火中或水中，以免引发爆炸或释放有毒气体。

- 如果电池出现异常，如漏液、变形或发热等，应立即停止使
用并妥善处理。

- 可以将废旧锂电池交给专门的回收机构进行处理，以减少对
环境的影响。

锂电池的知识培训
- 向使用锂电池的员工提供必要的培训，包括锂电池的特性、
正确的使用方法和安全操作规程等。

- 定期进行锂电池的安全培训，以保持员工对锂电池安全的认
知和理解。

结论
锂电池的安全使用和处理对于确保人员和环境的安全至关重要。

通过提供锂电池安全使用知识和进行培训，可以降低事故和安全问
题的发生率，保障工作场所的安全。