锂离子电池测试规范A1 -

一、 目的
规范聚合物锂离子电池和锂离子电池(充电电池)样品测试,确保有效、准确测试充电电池性能。对充电电池性能做出正确的结论,特制定本文件。
二、 使用范围
适用于本公司所有聚合物锂离子电池和锂离子电池样品测试。
三、 职责
3.1 试验测试员:对样品测试结果负有全责(不可抗拒因素除外);严格按照测试规范实施样品的测试;(如有疑问,可以与项目负责人沟通);认真记录数据,确保数据的准确性及真实性;测试过程中,如有异常及时与项目工程师沟通。
3.2 项目负责人:试验数据分析,试验异常的处理,试验有效性的判断。
3.3 研发部负责人:测试过程,测试数据的审核及批准。
四、 术语和定义
4.1 聚合物锂离子电池:指采用复合铝箔包装的锂离子二次电池,简称聚合物锂电池。
4.2 锂离子电池:指采用钢壳、铝壳包装的方型锂离子二次电池和圆柱型锂离子二次电池,简称锂电池。
4.3 电芯:直接将化学能转化成电能的基本单元装置,包括电极、隔膜、电解质、外壳和极耳等,并可设计成可充电。
4.4 电池:由单芯或一组电芯串/并联组,可直接使用或作为安装部件使用。
4.5 电池组 :一种可以直接使用的,装在刚性的外壳里面,可以带有或不带有保护装置的封装好的电池包。
4.6额定容量:指电池在环境温度为石墨舟20±5时,以5小时倍率放电3.0V时所应提供的电量,用C5表示,单位AhmAh
4.7放电截止电压(终止电压):电池终止放电时的电压,本规范中未明确指明的一般规定为3.0V
4.8中值电压:指电池在室温下,单次循环在特定放电电流下放电至电池容量的50%时所对应的电
压。
4.9漏液:电池中的电解液以液体或蒸汽的形式从设计的孔道或密封处逸出,导致明显可观测性或失重符合表1要求;
1 漏液重量损失比例表(使用精度为0.001g及以上的电子秤)
电池质量W
W1g
1gW5g
W5g
最大质量损失(%
0.5
0.2
0.1
以下测试项目中,判定标准中有要求测试后无漏液,即测试前后电池或电芯的最大质量损失必须满足上面表1
4.10 起火:电池或电池组发出可见火焰。
4.11爆炸:电池的组成物被喷出,电池、电池壳被撕破或分裂成两片或多片的状态判断以电池的完整性为准。
4.12循环寿命:电池容量循环到连续三次小于初始容量80%时的循环次数。
4.13初始容量:第一次完全充电后的放电容量。
4.14剩余容量:电池或电池组在经过特定的检测程序后的首次以某个电流值放电到终止电压的容量,放电电流的大小取决于试验的内容。
4.15容量保持率 :电池经过实验后进行标准放电,测试出的剩余容量与初始容量的比例。
4.17恢复容量:电池或电池组在经过特定的检测程序或贮存一段时间后,先放电再充电,然后再放电,此时经充电后再放电的容量为恢复容量,放电电流的大小取决于试验的内容。
4.17 参考试验电流:参考试验电流用ItA表示,ItA=C5Ah/1hItA本文简称为:“C”。
4.18 开路电压(OCV):电池停止放电(无负载)时正负极间的电压。
五、 引用标准
GB/T 18287-2013    移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组总规范
UL 2054-2011    家用和商用电池
IEC 62133-2012    含碱性或非酸性电解液的单体蓄电池和蓄电池组——便携式密封锂蓄电池和锂蓄电池组及其应用的安全要求
六、 测试条件 
6.1实验室环境条件     
      ---环境温度:21℃~25       
      ---相对湿度:45%75%rh   
    ---大气气压:86kPa106kPa
6.2 送检电池的条件
除了有特别指定的电池外,所测试的电池应是供应商生产不超过三个月的新电池,且电池未进行过五次以上充放电循环(另有明确规定的除外)。
6.3 参数测量公差相对于规定值或实际值,所有控制值或测量值的准确度应在以下公差范围内:
项目名称
电压
电流
容量
温度
时间
重量
尺寸
测量公差
±0.5
±0.5
±1
±2
±0.1
±1.0
±1.0
上述公差包含了所有测量仪器的准确度、所采用的测试方法以及所有其它测试过程中引入的误差。
6.4 完全充电
6.4.1 在室温下,以0.2C5mA恒流充电,当电池端电压达到充电限制电压(4.2V)时,改为恒压充电,直到充电电流小于或等于0.05C5mA,总充电时间不超过7.0h。(一般充电时间不会超过7h,若超过则认为该样品不合格)。
6.4.2  GB/T 18287-2013中完全充电制式:
1C完全充电:以1.0C5mA给电池充电,当电池电压达到充电限制电压4.2V时,改为恒压充电,直到充电电流小于或等于0.02C5mA,总充电时间不大于4h,停止充电;
0.2C完全充电:以0.2C5mA给电池充电,当电池电压达到充电限制电压4.2V时,改为恒压充电,直到充电电流小于或等于0.02C5mA,总充电时间不大于8h,停止充电。此充电制式为检验的仲裁充电制式。
备注:在没有特殊说明的情况下,完全充电选用6.4.1方式。
6.5标准放电香皂包装
6.5.1 在室温下,以0.5C5mA放电,当电池端电压达到3.0V时放电结束;
6.5.2 循环测试时,在室温下,以0.5C5mA放电,放电截止电压为3.0V
6.5.3 在做倍率放电时,在室温下,放电截止电压为3.0V
6.6 搁置时间
除非特别规定,电池充放电时间间隔为10min
七、 通用可靠性测试
电性能测试
测试1 放电性能测试
7.1.1 目的:评估电池在指定电流放电的情况下,电池的放电时间或容量。
7.1.2 步骤
按照6.4.1的充电方式进行完全充电;
静置0.5h~1h后,测量测试前的OCV、阻抗;
23±2℃环境温度下以0.5C5mA放电到3.0V终止;
记录放电容量以及测量测试后的开路电压。
7.1.3 判断标准:
试验可以重复循环5次,当有一次循环的电池容量≥标称容量,即为合格。
测试2 倍率放电测试
7.2.1 目的: 评估电池在大放电电流时的放电性能。
7.2.2 步骤
按照6.4.1鞋帮加工的充电方式进行完全充电;
停止充电后,静置0.5h~1h
23±2℃环境温度下以1C5mA电流放电至3.0V
7.2.3 判断标准:
放电时间应不低于51min
测试3持续低倍率充电测试 (过充)
7.3.1 目的:模拟电池在正常使用过程中,长期放置于充电器里未取出的情形下,电池的安全性的情况。
7.3.2 步骤:
0.2C放电到3.0V,再进行完全充电;
静置lh后,测量电池的开路电压、厚度、重量;
在设定4.25V恒定的充电限制电压下,以0.05C5mA恒流持续充电7天;
测量测试后的开路电压、厚度、质量。
7.3.3判断标准:无起火,无爆炸 ,无漏液(测试前后的质量变化必须满足表1)。
测试4 高温放电测试
7.4.1 目的:模拟在0.2C5mA 1C5mA电流放电的情况下电池的放电时间。
7.4.2 步骤
按照6.4.1 中的充电方式进行完全充电;
静置0.5h~1h后,测量测试前的开路电压;
将电池放入55±2的高温箱中静置2h, 0.2C5mA放电到3.0V终止电压;
记录放电时间以及测量测试后的开路电压。
7.4.3 判断标准:放电时间不低于5h
测试5 低温放电测试
7.5.1 目的:模拟在0.2C5mA1C5mA电流放电的情况下电池的放电时间。
7.5.2 步骤
按照6.4.1中的充电方式进行完全充电;
静置0.5h~1h后,测量测试前的开路电压开路电压;
将电池放入-10±2的低温箱中静置4h, 0.2C5mA放电到3.0V终止电压;
记录放电时间以及测量测试后的开路电压。
7.5.3 判断标准:放电时间不低于3h
测试6 循环寿命测试
7.6.1 目的:评估电池循环寿命功能。
7.6.2 步骤
搁置10 min
1C5mA (小电池和常规电池) /0.5C5mA (大电池)电流恒流充电至4.2V,再进行恒压充电至电流下降至0.05C5mA,充电停止;
搁置10 min
1.0C5mA (小电池和常规电池) /0.5C5mA (大电池)电流恒流放电至3.0V
重复上述步骤~
50次循环测一次电池的开路电压、厚度;
当放电容量连续3次低于初始放电容量的80%时,测试即可停止。
7.6.3 判定
容量保持率不低于80%顶到子宫肚子涨,电池循环寿命不低于300次。
测试7 温度循环测试
7.7.1 目的:评估电池在不同的温度循环下的性能
7.7.2 步骤                 
    先对样品进行满充,然后进行下面的步骤:
30min内将试验箱的温度升至Temp1,保持时间T1
30min内将温度降至Temp2,并保持时间T2
重复上述步骤n-1次;
nmide-008次循环后将样本在室温下存放至少T3,测量电池的电压,厚度。
2 步骤中的字母在各个标准中对应值
判定项目
参照标准
 
测试要求
总时间
Temp1()
T1(h)
Temp2()
T2h
n
T3h
GB/T 18287
75±2
6
-40±2
6
模切机刀模10
24h
154h
7.7.3温度循环测试曲线(1个循环)
7.7.4 判断标准:
电池不起火、不爆炸,不漏气,不漏液(不漏液需满足表1)。
测试8 荷电保持能力测试
    7.8.1目的:电池的放电时间
7.8.2 步骤
按照6.4.1 中的方式进行0.2C5A完全充电;
存放:室温下,开路搁置28 d()
放电:0.2C5A放电至3.0V,同时用记录放电到3.0V所用的时间。
7.8.3 判断标准:放电时间应不低于4.5h
安全性测试
测试9 穿钉测试
7.9.1 目的:模拟电芯内部短路。
7.9.2 步骤
充电:对样品进行完全充电后,静置1h,然后测量开路电压;
将一直径为2.5~3.5mm的钢钉垂直地穿过电芯中心,并保持15min以上,用温度存储器记录电池表面温度;
测试完成后,静置1h,测量电池的开路电压。
7.9.3 判断标准:穿钉测试的前5min内,电芯不冒烟,不起火,不爆炸,表面温度不超过150
7.9.4 备注:在充满电并静置1h以后,要求电芯的初始开路电压4.17V

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