關(guān)于電池性能與測試的提問

? 新聞資訊 ????|???? ?2019-09-02 03:23:11

 

通常所說的二次電池的性能主要包括哪些方面?

 

鎳氫電池的性能主要包括電壓、內(nèi)阻、容量、能量密度、內(nèi)壓、自放電率、循環(huán)壽命、密封性能、安全性能、儲(chǔ)存性能、外觀等,其它還有過充、過放、耐腐蝕性等。

鋰離子電池的性能主要包括電性能和安全性能。

其中電性能包括電池的電壓、內(nèi)阻、容量、倍率性能、自放電率、循環(huán)壽命、高低溫放電性能、儲(chǔ)存性能、外觀等;

安全性能包括:過充、過放、短路、熱沖擊、振動(dòng)、擠壓、沖擊、針刺、濕熱性能、高空模擬實(shí)驗(yàn)等。

 

 

 

電池的可靠性測試項(xiàng)目有哪些?

 

01)循環(huán)壽命

02)不同倍率放電特性

03)不同溫度放電特性

04)充電特性

05)自放電特性

06)貯存特性

07)過放電特性

08)不同溫度內(nèi)阻特性

09)溫度循環(huán)測試

10)跌落測試

11)振動(dòng)測試

12)容量測試

13)內(nèi)阻測試

14)GMS測試

15)高低溫沖擊測試

16)機(jī)械沖擊測試

17)高溫高濕測試

 

 

電池的安全性測試項(xiàng)目有哪些?

01)短路測試

02)過充、過放測試

03)耐壓測試

04)撞擊測試

05)振動(dòng)測試

06)加熱測試

07)火燒測試

09)變溫循環(huán)測試

10)涓流充電測試

11)自由跌落測試

12)低氣壓測

13)強(qiáng)制放電測試

15)電熱板測試

16)熱沖擊測試

17)針刺測試

18)擠壓測試

19)重物沖擊測試

 

 

電池的安全性測試項(xiàng)目有哪些?

 

01)短路測試

02)過充、過放測試

03)耐壓測試

04)撞擊測試

05)振動(dòng)測試

06)加熱測試

07)火燒測試

08)變溫循環(huán)測試

09)涓流充電測試

10)自由跌落測試

11)低氣壓測

12)強(qiáng)制放電測試

13)電熱板測試

14)熱沖擊測試

15)針刺測試

16)擠壓測試

17)重物沖擊測試

 

 

常見的充電方式有哪幾種?

 

鎳氫電池的充電方式:01)恒流充電:整個(gè)充電過程個(gè)中充電電流為一定值,這種方法最常見;

02)恒壓充電:充電過程中充電電源兩端保持一恒定值,電路中的電流隨電池電壓升高而逐漸減?。?/span>

03)恒流恒壓充電:電池首先以恒流充電(CC),當(dāng)電池電壓升高至一定值時(shí),電壓保持不變(CV),電路中電流降至很小,最終趨于0。

 

鋰電池的充電方式:恒流恒壓充電:電池首先以恒流充電(CC),當(dāng)電池電壓升高至一定值(鈷酸鋰、錳酸鋰及三元系列為4.2V,磷酸鐵鋰為3.8V)時(shí),電壓保持不變(CV),電流逐漸減小,最終趨于0。

 

 

什么是鎳氫電池的標(biāo)準(zhǔn)充放電?

 

IEC國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鎳氫電池的標(biāo)準(zhǔn)充放電為:首先將電池以0.2C放電至1.0V/支,然后以0.1C充電16小時(shí),擱置1小時(shí)后,以0.2C放至1.0V/支,即為對電池標(biāo)準(zhǔn)充放電。

 

 

什么是密封鎳氫電池的安全裝置工作測試?

 

IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對裝有安全裝置的電池應(yīng)進(jìn)行下述試驗(yàn),以確保當(dāng)電池內(nèi)壓超出電池安全裝置工作的臨界值時(shí)內(nèi)部氣體應(yīng)能夠逸出。

電池在環(huán)境溫度20℃±5℃下經(jīng)受以0.2IaA恒流強(qiáng)迫放電至終止電壓0V。然后將電流提高到1.0IaA,并在20℃±5℃的相同環(huán)境下保持60min。在此期間及放電結(jié)束后,電池不應(yīng)破裂或爆炸,但允許漏液和變形。

 

 

什么是涓流充電?

 

涓流充電是用來彌補(bǔ)電池在充滿電后由于自放電而造成的容量損失。一般采用脈沖電流充電來實(shí)現(xiàn)上述目的。

 

 

什么是充電效率?

 

充電效率是指電池在充電過程中所消耗的電能轉(zhuǎn)化成電池所能儲(chǔ)蓄的化學(xué)能程度的量度。主要受電池工藝及電池的工作環(huán)境溫度影響,一般環(huán)境溫度越高,則充電效率要低。

 

 

什么是放電效率?

 

放電效率是指在一定的放電條件下放電至終點(diǎn)電壓所放出的實(shí)際電量與充電時(shí)充入的電量之比,主要受材料、放電倍率,環(huán)境溫度,內(nèi)阻等因素影響,一般情況下,放電倍率越高,則放電效率越低。溫度越低,放電效率越低。

 

 

什么是電池的輸出功率?

 

電池的輸出功率指在單位時(shí)間里輸出能量數(shù)的能力。它是根據(jù)放電電流I和放電電壓來計(jì)算的,P=U*I,單位為瓦特。

電池的內(nèi)阻越小,輸出功率越高,電池的內(nèi)阻應(yīng)小于用電器的內(nèi)阻,否則電池本身消耗的功率還要大于用電器消耗的功率,這是不經(jīng)濟(jì)的,而且可能損壞電池。

 

 

什么是二次電池的自放電?不同類型電池的自放電率是多少?

 

自放電又稱荷電保持能力,它是指在開路狀態(tài)下,電池儲(chǔ)存的電量在一定環(huán)境條件下的保持能力。一般而言,自放電主要受制造工藝、材料、儲(chǔ)存條件的影響。自放電是衡量電池性能的主要參數(shù)之一。

一般而言,電池儲(chǔ)存溫度越低,自放電率也越低,但也應(yīng)注意溫度過低或過高均有可能造成電池?fù)p壞,無法使用。電池充滿電開路擱置一段時(shí)間后,一定程度的自放電屬于正?,F(xiàn)象。

IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鎳氫電池充滿電后在溫度為20℃±5℃,濕度為(65±20)%條件下開路擱置28天,0.2C放電容量達(dá)到初始容量的60%。鋰離子電池在同等條件下的放電容量達(dá)到初始容量的85%以上。

 

 

什么是24小時(shí)自放電測試?

 

鋰電池的自放電測試為:

一般采用24小時(shí)自放電來快速測試其荷電保持能力,將電池以0.2C放電至3.0V,恒流恒壓1C充電至4.2V,截止電流:10mA,擱置15分鐘后,以1C放電至3.0V測其放電容量C1,再將電池恒流恒壓1C充電至4.2V,截止電流:10mA,擱置24小時(shí)后測1C容量C2,C2/C1*100%應(yīng)大于99%。

 

 

什么是充電態(tài)內(nèi)阻與放電態(tài)內(nèi)阻有何不同?

 

充電態(tài)內(nèi)阻指電池100%充滿電時(shí)的內(nèi)阻;放電態(tài)內(nèi)阻指電池充分放電后的內(nèi)阻。一般說來,放電態(tài)內(nèi)阻不太穩(wěn)定,且偏大,充電態(tài)內(nèi)阻較小,阻值也較為穩(wěn)定。

在電池的使用過程中,只有充電態(tài)內(nèi)阻具有實(shí)際意義,在電池使用的后期,由于電解液的枯竭以及內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)活性的降低,電池內(nèi)阻會(huì)有不同程度的升高。

 

 

移動(dòng)電話用鋰離子電池組的內(nèi)阻測試方法是什么?

 

電池組的內(nèi)阻一般用交流法進(jìn)行測試(測直流內(nèi)阻由于極化內(nèi)阻導(dǎo)致無法測出其真實(shí)值)。

在試驗(yàn)之前,電池組應(yīng)當(dāng)以0.2ItA放電至終止電壓。電池組按要求充電以后,在23℃±2℃的環(huán)境溫度下擱置1h-4h。電池組應(yīng)當(dāng)在23℃±2℃的環(huán)境下測試內(nèi)阻。在23℃±2℃的環(huán)境溫度下,在頻率為1.0kHz±0.1kHz時(shí),測量1s-5s內(nèi)的電壓有效值Ua和電流有效值Ia,交流內(nèi)阻值為:

Rac=Ua/Ia(Ω)

式中:Rac—交流阻值,Ia—交流電流,Ua—交流電壓

 

 

什么是標(biāo)準(zhǔn)耐過充測試?

 

IEC規(guī)定鎳氫電池的標(biāo)準(zhǔn)耐過充測試為:將充滿電的電池,以0.1C連續(xù)充電48小時(shí),電池應(yīng)無變形、漏液現(xiàn)象,且過充電后其0.2C放電至1.0V的時(shí)間應(yīng)大于5小時(shí)。

 

 

什么是IEC標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命測試?

 

IEC規(guī)定鎳氫電池標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命測試為:

電池以0.2C放至1.0V/支后

01)以0.1C充電16小時(shí),再以0.25C放電2小時(shí)20分(一個(gè)循環(huán)),

02)0.25C充電3小時(shí)10分,以0.25C放電2小時(shí)20分(2-48個(gè)循環(huán)),03)0.25C充電3小時(shí)10分,以0.25C放至1.0V(第49循環(huán)),

04)0.1C充電16小時(shí),擱置1小時(shí),0.2C放電至1.0V(第50個(gè)循環(huán))。對鎳氫電池,重復(fù)1-4共400個(gè)循環(huán)后,其0.2C放電時(shí)間應(yīng)大于3小時(shí);對鎳鎘電池重復(fù)1-4共500個(gè)循環(huán),其0.2C放電時(shí)間應(yīng)大于3小時(shí)。

 

 

什么是電池的內(nèi)壓?

 

指電池的內(nèi)部氣壓,是密封電池在充放電過程中產(chǎn)生的氣體所致,主要受電池材料、制造工藝、電池結(jié)構(gòu)等因素影響。其產(chǎn)生原因主要是由于電池內(nèi)部水分及有機(jī)溶液分解產(chǎn)生的氣體于電池內(nèi)聚集所致。

一般電池內(nèi)壓均維持在正常水平,在過充或過放情況下,電池內(nèi)壓有可能會(huì)升高:

例如過充電,正極:4OH- -4e → 2H2O + O2↑;      

產(chǎn)生的氧氣與負(fù)極上析出的氫氣反應(yīng)生成水 2H2+ O2  → 2H2O      如果反應(yīng)②的速度低于反應(yīng)①的速度,產(chǎn)生的氧氣來不及被消耗掉,就會(huì)造成電池內(nèi)壓升高。

 

 

什么是標(biāo)準(zhǔn)荷電保持測試?

 

IEC規(guī)定鎳氫電池的標(biāo)準(zhǔn)荷電保持測試為:

電池以0.2C放至1.0V后,以0.1C充電16小時(shí),在溫度為20℃±5℃,濕度為65%±20%條件下,儲(chǔ)存28天后,再以0.2C放電至1.0V,而鎳氫電池應(yīng)大于3小時(shí)。

國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鋰電池的標(biāo)準(zhǔn)荷電保持測試為:(IEC無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn))

電池以0.2C放至3.0/支,后,以1C恒流恒壓充電到4.2V,截止電流10mA,在溫度為20℃±5℃下,儲(chǔ)存28天后,再以0.2C放電至2.75V,計(jì)算放電容量,再與電池標(biāo)稱容量相比,應(yīng)不小于初始容量的85%。

 

 

什么是短路實(shí)驗(yàn)?

 

將充滿電的電池在防爆箱內(nèi)用一根內(nèi)阻≤100mΩ導(dǎo)線連接正負(fù)極短路,電池不應(yīng)爆炸或起火。鋰離子電池的短路測試通常分高溫短路測試(防爆箱內(nèi)溫度60℃)及常溫短路測試(防爆箱內(nèi)溫度25℃)。

 

 

什么是高溫高濕測試?

 

鎳氫電池高溫高濕測試為:電池充滿電后,將其置于定溫度、濕度條件下儲(chǔ)存若干天,貯存過程中觀察無有漏液現(xiàn)象。

鋰電池高溫高濕測試為:(國家標(biāo)準(zhǔn))將電池1C恒流恒壓充電到4.2V,截止電流10mA,然后放入(40±2)℃,相對濕度為90%-95%的恒溫恒濕箱中擱置48h后,將電池取出在(20±5)℃的條件下擱置2h,觀測電池外觀應(yīng)該無異常,再以1C恒流放電到2.75V,然后在(20±5)℃的條件下,進(jìn)行1C充電、1C放電循環(huán),直至放電容量不少于初始容量的85% ,但循環(huán)次數(shù)不多于3次。

 

 

什么是鋰離子電熱沖擊實(shí)驗(yàn)?

 

將電池充滿電后放進(jìn)烘箱,以5℃/min的速度從室溫開始升溫,烘箱溫度達(dá)130℃時(shí)保持30分鐘,電池不應(yīng)爆炸或起火。

 

 

什么是變溫循環(huán)測試?

 

溫度循環(huán)實(shí)驗(yàn)由以下步驟組成:

01)充滿電的電池從常溫轉(zhuǎn)為在75±2℃條件下放置4小時(shí)。

02)30min內(nèi)轉(zhuǎn)為在溫度在20±5℃的條件下,此溫度下放置2小時(shí)。

03)30min內(nèi)轉(zhuǎn)為條件轉(zhuǎn)為-20±2℃,放置4小時(shí)。

04)30min內(nèi)轉(zhuǎn)為在溫度在20±5℃的條件下,此溫度下放置2小時(shí)。

05)重復(fù)1-4步驟,在做4個(gè)循環(huán)。

06)第五個(gè)循環(huán)之后,將電池(組)儲(chǔ)存7天,然后檢測。

接受標(biāo)準(zhǔn):不起火,不爆炸,不漏液。

 

 

什么是跌落測試?

 

將電池或者電池組充滿電后三次從1m高處跌落至混凝土(或者水泥)地面上,以此獲得隨機(jī)方向的沖擊。

 

 

什么是振動(dòng)實(shí)驗(yàn)?

 

鎳氫電池振動(dòng)實(shí)驗(yàn)方法為:電池以0.2C放電至1.0V后,0.1C充電16小時(shí),擱置24小時(shí)后按下述條件振動(dòng):振幅:0.8mm,使電池在10HZ-55HZ之間震動(dòng),每分鐘以1HZ的振動(dòng)速率遞增或遞減。電池電壓變化應(yīng)在±0.02V之間,內(nèi)阻變化在±5mΩ以內(nèi)。(振動(dòng)時(shí)間在90min)

 

鋰電池振動(dòng)實(shí)驗(yàn)方法為:電池以0.2C放電至3.0V后,1C充電恒流恒壓充電到4.2V,截止電流10mA ,擱置24小時(shí)后按下述條件振動(dòng):以振動(dòng)頻率在5分鐘內(nèi)由10 Hz 到 60 Hz 再到 10 Hz為一循環(huán),振幅為0.06英寸進(jìn)行振動(dòng)實(shí)驗(yàn)。電池在三軸方向上振動(dòng),每軸振動(dòng)半小時(shí)。電池電壓變化應(yīng)在±0.02V之間,內(nèi)阻變化在±5mΩ以內(nèi)。

 

 

什么是撞擊實(shí)驗(yàn)?

 

電池充滿電后,將一個(gè)硬質(zhì)棒橫放于電池上,用一個(gè)20磅的重物從一定高度掉下來砸在硬質(zhì)棒上,電池不應(yīng)爆炸、不起火。

 

 

什么是穿透實(shí)驗(yàn)(鋰離子電池稱為針刺實(shí)驗(yàn))?

 

鎳氫電池:電池充滿電后,用一定直徑的釘子穿過電池的中心,并把釘子留在電池內(nèi),電池不應(yīng)爆炸、起火。鋰離子電池:電池充滿電后,用直徑<3mm的釘子以一定速度穿過電池的中心,并把釘子留在電池內(nèi),電池不應(yīng)爆炸、起火。

 

 

什么是火燒實(shí)驗(yàn)?

 

將充滿電的電池置于一個(gè)帶有特殊防護(hù)罩的加熱裝置上進(jìn)行火燒,無碎片穿出防護(hù)罩。



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