锂电池性能测试方法.doc

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1、锂电池性能测试方法 锂电池是一个要求高品质、高安全的产品、消费者在使用时往往不清楚电池的性能，导致在使用时电池的效率往往达不到理想目标，有时甚至盲目使用还会引起电池爆炸事件的发生，人生安全也会受到损伤，因此了解电池的性能也是至关重要的。 锂电池性能测试主要包括电压、内阻、容量、内压、自放电率、循环寿命、密封性能、安全性能、储存性能、外观等，其它还有过充、过放、可焊性、耐腐蚀性等 测试仪 硬质棒 钉子 1 方法一、自放电测试100%应小于15% 锂电池的自放电测试为:一般采用24小时自放电来快速测试其荷电保持能力,将电池以0.2C放电至3.0V,恒流恒压1C充电至4.2V,截止电流:10mA,搁

2、置15分钟后,以1C放电至3.0V测其放电容量C1,再将电池恒流恒压1C充电至4.2V,截止电流100mA,搁置24小时后测1C容量C2,C2/C1100%应大于99%. 2 方法二、内阻测量 电池的内阻是指电池在时,电流流过电池内部所受到的阻力,一般分为交流内阻和直流内阻,由于充电电池内阻很小,测直流内阻时由于电极容易极化,产生极化内阻,故无法测出其真实值;而测其交流内阻可免除极化内阻的影响,得出真实的内值. 交流内阻测试方法为:利用电池等效于一个有源电阻的特点,给电池一个1000HZ,50mA的恒定电流,对其电压采样整流滤波等一系列处理从而精确地测量其阻值. 3 方法三、IEC标准循环寿命

3、测试 IEC规定镍镉和镍氢电池标准循环寿命测试为: 电池以0.2C放至1.0V/支后 1.以0.1C充电16小时,再以0.2C放电2小时30分(一个循环). IEC规定锂电池标准循环寿命测试为: 电池以0.2C放至3.0V/支后,1C恒流恒压充电到4.2V,截止电流20MA,搁置1小时后,再以0.2C放电至3.0V(一个循环)反复循环500次后容量应在初容量的60%以上. 4 方法四、内压测试 镍镉和镍氢电池内压测试为: 将电池以0.2C放至1.0V后,以1C充电3小时,根据电池钢壳的轻微形变通过转换得到电池的内压情况,测试中电池不应彭底,漏液或爆炸. 锂电池内压测试为:(UL标准) 模拟电池

4、在海拔高度为15240m的高空(低气压11.6kPa)下,检验电池是否漏液或发鼓. 具体步骤:将电池1C充电恒流恒压充电到4.2V,截止电流10mA,然后将其放在气压为11.6Kpa,温度为(203)的低压箱中储存6小时,电池不会爆炸,起火,裂口,漏液. 5 方法五、跌落测试 将电池组充满电后从三个不同方向于1m高处跌落于硬质橡胶板上,每个方向做2次,电池组电性能应正常,外包装无破损. 6 方法六、振动实验测试 镍镉和镍氢电池振动实验方法为: 电池以0.2C放电至1.0V后,0.1C充电16小时,搁置24小时后按下述条件振动: 振幅:4mm 频率:1000次,分XYZ三个方向各振动30分钟.

5、振动后电池电压变化应在0.02V之间,内阻变化在5m以内 锂电池振动实验方法为: 电池以0.2C放电至3.0V后1C充电恒流恒压充电到4.2V,截止电流10mA,搁置24小时后按下述条件振动: 振幅0.8mm 使电池在10HZ-55HZ之间振动,每分钟以1HZ的震动速率递增或递减. 振动后电池电压变化应在0.02V之间,内阻变化在5m以内. 7 方法七、撞击实验 电池充满电后,将一个15.8mm直径的硬质棒横放于电池上,用一个20磅的重物从610mm的高度掉下来砸在硬质棒上,电池不应爆炸起火或漏液. 8 方法八、穿刺实验 电池充满电后,用一个直径为2.0mm25mm的钉子穿过电池的中心,并把钉

6、子留在电池内,电池不应该爆炸起火. 9 方法九、高温高湿测试 镍镉和镍氢电池高温高湿测试为: 电池以0.2C放电至1.0V后,1C充电75分钟后将其置与温度66,85%湿度条件下储存192小时(8天),于常温常湿下搁置2小时,电池不应变形或漏液,容量恢复应在标称容量的80%以上. 锂电池高温高湿测试为:(国家标准) 将电池1C恒流恒压充电到4.2V,截止电流10mA,然后放入(402),相对湿度为90%-95%的恒温恒湿箱中搁置48h后,将电池取出在(205)的条件下搁置2h,观测电池外观应该无异常现象,再以1C恒流放电到2.75V,然后在(205)的条件下,进行1C充电,1C放电循环直至放电

7、容量不少于初始容量的85%,但循环次数不多于3次.电池保养常识： 1 记忆效应镍氢充电电池上常见的现象。具体表现就是：如果长期不充满电就开始使用电池的话，电池的电量就会明显下降，就算以后想充满也充不满了。所以保养镍氢电池的重要方式就是：电必须用完了才能开始充电，充满了电了才允许投入使用。现在常用的锂电池的记忆效应是可以小到忽略不计的。2 完全充电，完全放电 是针对锂电池来说的。 完全放电就是指把用电智能设备，如手机，调整到最低功率状态耗去电量直到手机自动关机的过程。 完全充电就是指把完全放电的用电智能设备，如手机，接到充电器上直到手机上提示“充满”的过程。3 过度放电 是针对锂电池来说的。 完

8、全放电后锂电池内部还会留有少量电量，但这部分电量对于锂电池的活性和寿命至关重要。 过度放电：完全放电后，如果继续采用其它方式，如：强行再次开启手机、电池接小灯泡耗费残留电量的话，这叫过度放电， 会对锂电池造成不可逆转的伤害。4 保护芯片 锂电池对充放电时对接入的电流电压有极为严格的要求，为了保护电池不因为外界电环境失常而损坏，电池本体内部会设置管理电池状态的芯片。这个芯片同时还有记录电池容量，校正电池容量的功能。现在，就算是山寨手机电池也是不会节省这个关键的保护芯片的，不然山寨手机电池根本不可能用很久。5 过冲过放保护电路 用电智能设备内置的全面管理电池的芯片及电路。 比如手机上，就有这样的电

9、路，大概功能如下：6 电时，提供最合适的电压电流给电池。在合适的时机停止充电。7 充电时，时刻检查电池残留电量，在合适的时机命令手机关机，防止过度放电。8 开机时，检查电池是否已被完全放电，如果已被完全放电，则提示用户充电，然后关机。9 避免电池或充电线电力异常，发现异常时断开电路，保护手机。10 过度充电： 是针对锂电池来说的。 正常情况下，锂电池充到一定电压（也就是充满）就会被上级电路截断充电电流，但由于某些设备内置的过冲过放保护电路的电压电流参数不同（如手机电池座充），导致虽已充满，但还未停止充电的现象。 过度充电也会导致电池性能伤害。11 激活 锂电池长期（三个月以上）不使用，会产生电

10、极材料钝化，电池性能下降，可以采用三次完全充电、完全放电来解除纯化，发挥出电池的最高性能。二、常见错误观点： 1 首先使用必须进行完全放电，然后进行完全充电，重复三次，以便于激活电池。否则电池就永远都不好用了！解答：如果实在闲的没事做，这么做可以，但不是必须的，因为激活操作不是必须放在第一次使用就做的。只要随着不断的使用,电极钝化无需刻意激活也可以慢慢消失。 2 ，充电时不要使用手机，对电池有害，也会产生超大量辐射伤害人体。 解答：充电时使用手机是否对电池有害要根据情况来说（本文后会说明），但是有一点可以确定的是，充电时使用手机绝对不会产生比平时使用手机多的辐射。 锂电池在寿命周期内只能充放电

11、XXX次，所以每次用就尽量用到自动关机，每次充就尽量充到满电。 第一个子句是对的，后面是错的。 这个次数中的每一次，都是指完整的一次，比如从20%充电到30%停止充电，这个只算是1/10次，从80%放电到60%,只能算是1/5次。 前三次充电必须达到12小时，否则就影响电池性能。 如果是为了激活电池，只需要手机提示充满电就已经足够，一般手机，都会在5小时内提示充满，完成后如果继续接着充电器，过冲过放保护电路会截断手机的充电电流。之后电池就处于不状态，和充满后马上拨除充电线的效果是一样的。 前三次充电必须达到12小时是针对镍氢充电电池来说的，结果被很多厂家习惯性地、无知地写在锂电池用户手册上，没

12、文化真可怕。国际大厂，如戴尔，联想，华硕，apple的产品上是绝对不会出现“12小时”这样的文字的。而且对于锂电池来说，这是共性，也是原理的一部分，不可能有的厂家生产的需要12小时，有的厂家的不需要。 需要注意的是，如果采用座充，由于绝大部分座充达不到官方线充的最高电流，充电时间可能会超过6小时，但只要充满电，坐充也会自动断电，和用线充是一样的。 充满电了就最好马上拨除充电线，防止过充。 过冲过放保护电路不是吃素的，OK！如果发生过充，多半是因为过冲过放保护电路损坏，但以现在的电子产品工艺和抗压能力来说,这概率实在低到不行，不必提心吊胆。 手机一旦开始提示用户充电，就一定要马上充电，或者马上关

13、机，避免过放。 过冲过放保护电路不是吃素的，OK！这个电路会在必要的时候（也就是过放之前）强制关机，不会损坏电池的。手机的提示是为了让用户提前知道，以提前做好处理或者心理准备。 需要注意的是，如果手机已经自动关机就千万不能为了打个电话而强行开机了，因为很有可能造成过放，而且由于保护的存在，开机未完成前多半会被过冲过放保护电路强行断电。三、正确地使用 1 新出厂的电池：无需任何处理，如激活等，可直接投入正常使用。2 闲置不长时间的电池（三个月内）：无需任何处理（如激活等），可直接投入正常使用。3 置较长时间的电池（三个月以上）：可做激活处理，使得电池活性达到最高，也可不做，使其随着正常使用自然恢

14、复到最高活性。4 子产品的评测人员，为了保证对电池续航时间的正确统计，有必要在测试前进行激活处理。5 锂电池正常充电方法： 随时充电，并可随时停止充电，不要有所顾忌。这点是锂电池的重要优点-无记忆效应决定的，请正视这个优点，并让您的锂电尽量展现它的这个重要优点。四、中的锂电池最怕什么 1 100以上高温 会严重影响电池寿命和储电能力，并可能成造成电池熔化，或爆炸。所以，请让锂电池远离火源及其它热源。2 5到100高温 是的，你没有看错，从35开始（人体温一般为36.2-37.2）电池寿命就开始被温度明显影响，温度越高，影响越大。 锂电池的设计寿命最少也有400次完全充放电，按手机平均每三天充一

15、次电来算，一块电池应该至少能用三年半。但绝大多数电池都没有能活那么久，很大部分的原因是因为电池被人的体温影响，另一部分原因是因为被手机其它芯片发热所影响。 为什么笔记本电脑的电池为怎么总感觉没有手机的耐用，那是因为：其一、笔记本电脑发热比手机多的多，电脑芯片的热量很容易传导到电池上，超过40轻轻松。其二、为了更快的充电，笔记本充电电流一般较高，电池容量大，充电放电电池本身也会发热。其三、电池一般位于下面板处，更不容易散热。 再，如果您的设备在使用中会产生更大的热量，如手机长时间打电话，手机玩大型游戏，笔记本电脑玩游戏，并且这个热量会传导到电池上，加上充电时电池本身的发热，虽然不会产生安全风险，

16、但也会影响到电池。 所以如果，发现充电使用中的设备发热明显（如iphone手机边充电边玩3D游戏），则可以考虑先等充满电了，再连着充电线玩。3 -40低温以下 会到达冰点彻底冻坏。4 10到-40低温 会降低电池续航能力，但不会对电池造成永久伤害，只要温度回到室温，电量又会自动恢复回来。五、闲置中的锂电池最怕什么： 1 35以上高温，和中锂电相同。2 满电后闲置，电池老化的比平时更快。3 分放电后闲置，电池闲置过程中会自放电，充分放电后电池自放电会造成过放。4 -40低温以下，会到达冰点彻底冻坏。5 锂电池理想状态： 中的锂电环境温度在20（差不多是室内温度）左右较为合适，此时电池放电充电性能均能最大化。 如果要长时间（三个月以上）闲置电池，请一定要充到40%左右再闲置（短时间就算了，关键是麻烦）。因为这样，所以电池出厂时，电池厂基本上都是充到40%再出厂的。 闲置的电池温度越低，老化越慢，但不要低于-40。