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锂电池基本性能测试知多少?

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浏览:- 发布日期:2019-08-26 11:58:45【

通常,当锂电池做完化成-老化工序之后,需要对电池进行检验分析。那么一般会进行哪些内容的测试呢,今天简单聊聊电池的测试。那么,针对锂电池的测试,鸿怡电子,也最新研发出了新的应用于电池连接器测试的过大电池的BTB弹片微针模组


一、外观检测

软包电池:我们要确认电池是否完好无损,包括是否发鼓,是否漏液,是否表面有腐蚀现象等等,通过表面现象初步判断电池能否使用或者经历了什么样的遭遇。

方形铝壳:同样是确认电池是否有漏液,铝壳变形、有坑等,是否出现极柱不对称等现象。

电池发鼓,考虑是在高温下还是常温下的鼓胀,看看电池的一致性,是单个电池还是整批都是。如果是整批电池,考虑是体系的问题还是整体工艺的问题,通常钛酸锂电池体系鼓胀较为明显,装配工艺、设计不合理时也会整体鼓胀。如果是单个电池考虑是否发生了严重的裂化衰减、产气等。

电池漏液,首先确认电池漏液的位置,是极耳处还是注液口处,最后要确定是电池壳体设计问题还是操作的问题,比如没有封好铝塑膜、没有焊接好注液孔等。

如果发现电池表面腐蚀,考虑是注液时洒出电解液导致的腐蚀还是电池漏液引起的,抑或是电池短路碰撞、电化学腐蚀引起的壳体腐蚀。发现问题时要及时将其剔除。


二、基本电化学性能检测


1.电池的OCVIR、体积(厚度)测量

拿到一批电池,首先要对电池的OCVIR、体积(厚度)等参数进行测量,测试OCV可以确认电池初始状态的异常,测试IR可以将有问题的电池及时锁定,以观察其后续可能出现的问题,比如裂化、微短路等。测试体积或厚度不多解释,电池使用过程会鼓胀,电池鼓胀的原因见文末链接

2.电池的容量确认

一般需要对电池做2~3次的容量确认,为什么不做一遍?担心不够准确,做多了无意义。

通常对电池的容量测试,选择0.5C1C的电流,目前的国家标准是1C充电1C放电,看有多少容量。当然,0.5C放电的容量会多于1C的,根据国标来吧~

此外,常规容量确认之后,还需要对电池进行小电流充放电,目的是排除极化阻抗的影响,一般是0.1C或者更小;此时,电流足够小,极化足够小,暂时可以不予考虑,完整的展现出电池本身的容量及中压,循环曲线等等基础信息。

再往细处,如果条件允许,外界电压数据采集器,精确测量电池的电压-容量曲线,经过微分处理,可以进一步展现电池的内在状态,通过峰型峰位置的变化,判断电池的劣化程度和类型。


3.三电极

由于电池体系中有电流通过,产生了溶液电压降和对电极的极化,因此工作电极的电位难以准确测定,由此需要引入参比电极。参比电极有着非常稳定的电位,且电流不经过参比电极不会引起极化,从而工作电极的电位可以由参比电极得到,而电流由工作电极-辅助电极回路得到。电化学测试通常都会考虑三电极的方法,对锂电池研究也一样。

通过三电极的处置,可以清晰的分辨正负极的电极电位,判断究竟是哪一方出现问题,电势偏离。

此处,需要考虑的是参比电极,一般是锂金属电极,需要放置到正负极之间,而不仅仅是电池内部。

制作三电极要保证尽可能不影响电池本身的状态,避免短路,接触影响。


4.EIS测试

EISElectrochemicalImpendence Spectroscopy)就是电化学阻抗谱,对电化学来说,阻抗能否进行很好的拟合、分析,代表电池的分析能否准确。

根据能量守恒定律,凡事都会消耗能量,而阻抗就是精确测量这某一部分能量如何被消耗的。

简单的电池阻抗图谱,Nyqist图,bode-频率图,可以直观的判断电池的反应,经历的几个界面,各自的阻抗大小,后续的扩散部分如何等。

通常来讲,阻抗图是对比着看,也就是拿一个已知的,一个未知的,相互对照着看,才能更加直观的看出孰优孰劣,优势在何处,劣势在何处。以后的改进方向在何方,或者问题点可能出现的位置在哪里。

三电极+EIS阻抗,会提供更加丰富的信息,更可以把电池的阻抗具体分为正负极各自的阻抗,更加清晰的描绘出电池内部阻抗的分布情况。能够在不暴力性破坏电池的情况下,给出的电池的具体信息。


三、锂电池性能测试

锂电池在经过基本的电化学性能测试后,可以进行深度的性能研究,挑选出一致性好、阻抗低的电池来进行各项性能测试。


1.循环寿命

锂电池循环次数多少,反应的是电池可以反复充放电用多少次。根据锂电池使用的环境不同,循环寿命可以测试电池在低温下、常温下以及高温下的循环寿命能达到多少。


2.安全性测试

安全性可以是电池使用者最关心的问题了,无论是手机电池的爆炸、还是电动车的着火等都足够让人们胆战心惊。锂电池的安全性是必须要经过检验的项目,安全检验内容包括过充电、过放电、短路、跌落、加热、震动、挤压、针刺等等。

此外,还有低温下放电、高温下放电等性能需要测试。

而由鸿怡电子研发生产的大电流弹片微针模组可以很好的帮助PACK自动线设备厂家以及锂电池生产厂家完成以上的这些性能测试。针对由成品电池的连接器以及保护板上的连接器公母座相连接,能够过高达50A电流,并且不会对连接器造成任何损伤。测试的寿命也更长,更稳定。

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