電池壽命試驗

1、電池壽命試驗電池壽命試驗1 1、概述、概述2 2、加速壽命試驗的理論依據(jù)、加速壽命試驗的理論依據(jù)3 3、加速壽命試驗的情況說明、加速壽命試驗的情況說明4 4、結論、結論關于進行鋰電池加速壽命試驗的概述關于進行鋰電池加速壽命試驗的概述 對于智能表計，無論是電表、水表、氣表，還是熱表，均需要使用電池作為實時時鐘電源，記憶體后備電源或動力電源。而鋰/亞硫酰氯電池（以下簡稱鋰亞電池）已經(jīng)成為各種智能表計的首選電池品種。因此，對鋰/亞硫酰氯電池進行可靠性研究分析具體有重要意義，其中最關鍵的是評估鋰/亞硫酰氯電池貯存壽命，而對其進行長期壽命試驗是通常被采用的可靠性評估手段之一。 然而，長期壽命試驗需要較長

2、的時間，視不同情況可能達到10年以上，浪費人力物力。為了縮短時間、節(jié)約樣品與費用、快速地評價產(chǎn)品的可靠性，就需要做加速壽命試驗。 本文主要就是通過設計試驗，監(jiān)測研究ER14250電池在不同環(huán)境溫度下的剩余容量變化，計算該電池的激活能（Ea），從而可以得出該類電池的加速試驗壽命模型以及不同溫度下的加速因子。 進行加速壽命試驗的理論依據(jù)進行加速壽命試驗的理論依據(jù) 式中，t為產(chǎn)品的壽命，斜率=Ea/k, 上式表示電池的壽命用MTTF表示時，In(MTTF)與I/T呈直線 線性關系，且該直線的斜率為Ea/k， 所以，當只考慮溫度應力時， 將三個或多個溫度點下對應的In(MTTF)和（I/T)畫圖， 擬

3、合 直線的斜率就是Ea/K，從而得到Ea試驗機理試驗機理: :阿倫尼烏斯方程阿倫尼烏斯方程Int = a+b(I/T)( 2 )對式（1）積分后兩邊取對數(shù)，可以轉化為：)/exp(.kTEaAdtdM( 1 ) 進行加速壽命試驗的理論依據(jù)進行加速壽命試驗的理論依據(jù) 在三個高溫（T1，T2 ，T3 ，T1T2T3 ）下做測試，依據(jù)測試結果計算出三個溫度下產(chǎn)品壽命，然后代入式（2）計算出此產(chǎn)品對應的Ea。加速壽命試驗的加速因子可以從下式計算得出： 試驗方法試驗方法AF=exp(Ea/k)(1/Tu)(1/Ts)式中：Ea 激活能（ev）范圍0.3 1.5ev之間K 玻爾茲曼常數(shù)，K =8.617x

4、10-5ev/kT 絕對溫度K下標u表示常態(tài)，下標s表示加速狀態(tài) 加速壽命試驗加速壽命試驗 本次試驗選取ER14250型鋰/亞硫酰氯電池作為試驗對象。參試樣品從同一批次中抽樣，數(shù)量共60只。分別在25、60和85環(huán)境下進行加速壽命試驗，實驗過程中定期抽取被測試電池檢測電池的剩余容量。 試驗說明試驗說明 根據(jù)電池的應用特性，在試驗中取剩余容量值的變化監(jiān)測電池是否失效，認為當電池在定時監(jiān)測時330負載恒阻放電容量值小于額定容量的20%就認為電池失效，以此統(tǒng)計出電池失效數(shù)據(jù)，然后用線性外延法計算出電池在不同溫度下的儲存壽命，即MTTF值（對于此電池為不可修復產(chǎn)品，不可采用MTBF），數(shù)據(jù)和計算過程見

5、表1，其中電池容量為平均值。 加速壽命試驗加速壽命試驗 溫度A/儲存時間/天初始容量/mAh結束容量/mAh變化率%失效率%絕對溫度T（T=A+273)I/TMTTF/年In(MTTF)253658218101.3302980.003355760.154.0949 6020081360225.9303330.0030031.609050.5250 856076327563.9803580.00279331.47730.3873 表1 不同溫度下的加速壽命試驗數(shù)據(jù)分析匯總表說明： 電池在各個溫度下儲存，均沒有出現(xiàn)失效，其MTTF可以用“線性外延”法來計算。因為在25 下時，經(jīng)過365天的儲存，平

6、均容量損失了1.33%，實際上就是電池的第一年儲存期的年自放電率，外推出變化量達到失效限80%時的總儲存時間為60.15年。即 MTTF=365*80%/1.33%/365=60.15年。同理，用“線性外延”法推出，在60 、85 儲存的電池MTTF分別為1.6905年和1.473年 加速壽命試驗 將三個溫度下對應的In(MTTF)和(I/T)畫圖，在EXCEL中完成作圖擬合直線如下圖所示。圖1 ER14250電池加速壽命試驗數(shù)據(jù)處理結果由圖1可見，直線斜率為6959.6。由上式b=Ea/k =6959.6，故Ea=0.6ev。則，在60 下做測試1小時，相當于在20 的加速倍數(shù)為：AF=exp(0.6/8.617x10-5)(1/293)-(1/333)=17.3432這個結果與”鋰電池在自然環(huán)境下的可靠性預計“文中的結論17.367十分吻合，也與國外類似的文獻報道值18接近。 結語結語 綜上所述：1、通過高溫加速試驗方法可以推算出鋰電池的激活能Ea約為0.6eV，由以上數(shù)據(jù)分析