鋰離子電池性能驗(yàn)證介紹

鋰離子電池性能驗(yàn)證目錄第一章、鋰離子電池性能指標(biāo)第二章、鋰離子電池測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)第三章、Li-ion電池的安全認(rèn)證第四章、失效模式第一章、鋰離子電池性能指標(biāo)電性能容量/放電平臺(tái)/電壓/內(nèi)阻/倍率放電性能可靠性性能高溫性能/低溫性能/循環(huán)壽命/荷電保持及恢復(fù)能力/高溫高濕/高溫貯存性能/跌落/振動(dòng)撞擊/溫度沖擊/低氣壓性能 安全性能過充/短路/熱箱/過放電/針刺/擠壓/重物沖擊/焚燒 1.1、電性能容量電池在一定放電條件下所能給出的電量稱為電池的容量，單位為(安培×小時(shí))，簡(jiǎn)稱安時(shí)(Ah)或毫安時(shí)(mAh)。標(biāo)稱容量、實(shí)際容量、比容量(mAh/g,mAh/L)。放電平臺(tái)鋰離子電池完全充電后，放電至3.6V時(shí)的容量記為C1，放電至3.0V時(shí)的容量記為C0，C1/C0稱為該電池之放電平臺(tái)。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)放電平臺(tái)為70%以上，平臺(tái)放電時(shí)間>42min。放電倍率電池容量除以1小時(shí)的電流稱為1C，大倍率放電時(shí)容量一般會(huì)比小倍率放電低。注：容量、平臺(tái)、倍率性能可采用電池測(cè)試柜進(jìn)行檢測(cè)。放電曲線圖

放電平臺(tái)對(duì)數(shù)碼產(chǎn)品使用效果影響很大，當(dāng)數(shù)碼產(chǎn)品要求最低工作電壓為3.6V時(shí)，低于平臺(tái)電壓的部分容量就不能發(fā)揮作用。倍率放電比較曲線

放電倍率越大，放電平臺(tái)電壓越低，放電能量會(huì)越小。電壓——萬(wàn)用表

開路電壓:電池在開路狀態(tài)下的端電壓；工作電壓:電池接通負(fù)載后在放電過程中顯示的電壓，又稱放電電壓。內(nèi)阻——電池內(nèi)阻儀

電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻；電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，在放電過程中會(huì)不斷變化，隨電壓降低而增大，但不是線性關(guān)系，主要原因是電池內(nèi)部的活性材料的組成結(jié)構(gòu)、電解液濃度和溫度都在不斷地改變。

電芯內(nèi)阻由下列三部分組成:1、內(nèi)部材料的歐姆電阻；2、離子擴(kuò)散電阻；3、界面電阻1.2、可靠性性能測(cè)試項(xiàng)目國(guó)標(biāo)要求循環(huán)壽命>300次(80%標(biāo)稱容量)高溫放電>85%標(biāo)稱容量(55℃,4h) 低溫放電>70%標(biāo)稱容量(-20℃,24h) 荷電保持及恢復(fù)>4.1V，>90%標(biāo)稱容量(28days) 高溫高濕>80%標(biāo)稱容量(40℃,90%RH,48h)其它環(huán)境可靠性>3.6V,無(wú)損傷、漏液、冒煙、爆炸現(xiàn)象循環(huán)壽命——檢測(cè)柜1C充放電循環(huán)次數(shù)＞300～500次(80%容量保持)高低溫放電性能——檢測(cè)柜+高低溫箱55℃環(huán)境下1C放電，容量>85%@25℃；-20℃環(huán)境下0.2C放電，容量>70%@25℃。注：電池的高低溫性能跟電芯的材料，配方及結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系，可通過對(duì)電芯內(nèi)部的傳導(dǎo)率的調(diào)整來(lái)滿足一些特殊環(huán)境溫度使用的要求。1.3、安全性能注：除焚燒外，其它測(cè)試均要求電池不起火，不爆炸。測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試條件 過充1C/4.8V充電，8h。(3C/5V,3C/10V) 短路小于50mΩ的銅線短接正負(fù)極 熱箱130℃(1h),150℃(30min)過放外接30Ω電阻持續(xù)放電24h 針刺

3.12mm鋼針1s內(nèi)穿透電池 擠壓Ф32mm壓頭，壓力17.2MPa

重物沖擊

15.8mm鋼棒放于電池上，9.1kg重錘自600mm高度自由下落至電池縱軸面 焚燒篩網(wǎng)圍成直徑0.61m圈，明火烤 第二章、鋰離子電池測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱GB/T18287-2000蜂窩電話用鋰離子電池總規(guī)范YD1268-2003移動(dòng)通訊手持機(jī)鋰電池及充電器的安全要求和試驗(yàn)方法UL1642 StandardforLithiumBatteriesIEC61960SecondaryLithiumCellsandBatteriesforPortableApplications IEC60086SafetyStandardforLithiumBatteriesIEEE1625IEEEStandardforRechargeableBatteriesforPortableComputingST/SG/AC.10/11UNManualofTestsandCriteria第三章、Li-ion電池相關(guān)安全認(rèn)證國(guó)際國(guó)內(nèi)關(guān)于鋰離子電池的安全認(rèn)證機(jī)構(gòu)及其標(biāo)準(zhǔn)：GB（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）UL（UnderwriterLaboratory)美國(guó)安全認(rèn)證機(jī)構(gòu)CE（COMMUNATEEUROPIEA歐共體的縮寫）。表示該商品符合安全、衛(wèi)生、環(huán)保和消費(fèi)者保護(hù)等一系列歐洲指令的要求。證實(shí)該產(chǎn)品已通過了相應(yīng)的合格評(píng)定程序或制造商的合格聲明，是該產(chǎn)品被允許進(jìn)入歐盟市場(chǎng)銷售的“通行證”企業(yè)內(nèi)部的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，一旦通過各個(gè)企業(yè)的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，表明具有向該企業(yè)供貨的能力，并基本達(dá)成供貨意向。如：MOTOROLA、DESAY(德賽）。UL安全認(rèn)證的測(cè)試項(xiàng)目UL（UnderwriterLaboratory)在認(rèn)證過程中所要進(jìn)行的項(xiàng)目及其測(cè)試目標(biāo)值有：電性能方面包括：短路測(cè)試。不爆炸，不著火，外部溫度不超過150℃過充測(cè)試。不爆炸，不著火。過放測(cè)試。不爆炸，不著火。機(jī)械性能方面包括：擠壓測(cè)試。不爆炸，不著火。重物沖擊測(cè)試。不爆炸，不著火。高頻振蕩測(cè)試。不爆炸，不著火；不漏氣或漏液。振動(dòng)測(cè)試。不爆炸，不著火；不漏氣或漏液。環(huán)境適應(yīng)性能包括：熱沖擊測(cè)試。不爆炸，不著火。溫度循環(huán)測(cè)試。不爆炸，不著火。不漏氣或漏液低壓測(cè)試。不爆炸，不著火。不漏氣或漏液GB要求的安全性能測(cè)試項(xiàng)目GB（國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn))所規(guī)定進(jìn)行的安全性能測(cè)試項(xiàng)目：電性能方面包括：短路測(cè)試。不爆炸，不著火，外部溫度不超過150℃過充測(cè)試。不爆炸，不著火。機(jī)械性能方面包括：重物沖擊測(cè)試。不爆炸，不著火。允許變形。振動(dòng)測(cè)試。無(wú)明顯損傷、漏液、冒煙、或爆炸，電池電壓不低于N*3.6V碰撞測(cè)試。無(wú)明顯損傷、漏液、冒煙、或爆炸，電池電壓不低于N*3.6V環(huán)境適應(yīng)性能包括：熱沖擊測(cè)試。不爆炸，不著火。恒定濕熱性能。不爆炸，不著火；不漏氣或漏液。知名企業(yè)供應(yīng)商測(cè)試評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)MOTOROLA（摩托羅拉）公司在開發(fā)供應(yīng)商時(shí)需要進(jìn)行的測(cè)試項(xiàng)目有：DESAY(德賽）公司在供應(yīng)商認(rèn)證評(píng)估時(shí)要求進(jìn)行的測(cè)試項(xiàng)目有：第四章、失效模式幾種失效模式：容量低、循環(huán)壽命差、低電壓、內(nèi)阻過大、過充、內(nèi)部短路、外部短路鋰電池失效分析的難點(diǎn)：(1)內(nèi)部材料體系較多，拆電池后難以保持不反應(yīng)，鑒別原因存在難度；2)電池爆炸后只剩下燃燒的殘?jiān)?，證據(jù)不易倒追。電池爆炸的實(shí)質(zhì)：短路或過充

失效分析的基本方法：全面測(cè)試性能——拆解電池——材料分析產(chǎn)生原因：a.

附料量偏少

b.

極片兩面附料量相差較大

c.

極片斷裂d.

電解液少

e.

電解液電導(dǎo)率低f.

正極與負(fù)極配片未配好g.

隔膜孔隙率小

h.

膠粘劑老化→附料脫落i.卷芯超厚（未烘干或電解液未滲透）j.

分容時(shí)未充滿電

k.

正負(fù)極材料比容量小容量低產(chǎn)生原因：a.

副反應(yīng)（電解液分解；正極有雜質(zhì)；有水）

b.

未化成好（SEI膜未形成完全）c.

客戶的線路板漏電（指客戶加工后送回的電芯）

d.

客戶未按要求點(diǎn)焊（客戶加工后的電芯）e.

毛刺

f.

微短路g.

負(fù)極產(chǎn)生枝晶低電壓內(nèi)阻高產(chǎn)生原因：a.

負(fù)極片與極耳虛焊

b.

正極片與極耳虛焊

c.

正極耳與蓋帽虛焊d.

負(fù)極耳與鋼殼虛焊