锂离子电池的原理动态图、配方和工艺流程、具体制作参数全解

锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌来工作。随着能源汽车等下游产业不断发展，锂离子电池的生产规模正在不断扩大。

一、工作原理

1、正极构造

LiCoO2 + 导电剂 + 粘合剂 (PVDF) + 集流体（铝箔）

2、负极构造

石墨 + 导电剂 + 增稠剂 (CMC) + 粘结剂 (SBR) + 集流体（铜箔）

3、工作原理

3.1 充电过程

一个电源给电池充电，此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上，正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达负极，与早就跑过来的电子结合在一起。此时：

正极上发生的反应为：

负极上发生的反应为：

3.2 电池放电过程

放电有恒流放电和恒阻放电，恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻，恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。由此可知，只要负极上的电子不能从负极跑到正极，电池就不会放电。电子和Li+都是同时行动的，方向相同但路不同，放电时，电子从负极经过电子导体跑到正极，锂离子Li+从负极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达正极，与早就跑过来的电子结合在一起。

3.3 充放电特性

电芯正极采用LiCoO2 、LiNiO2、LiMn2O2，其中LiCoO2本是一种层结构很稳定的晶型，但当从LiCoO2拿走x个Li离子后，其结构可能发生变化，但是否发生变化取决于x的大小。

通过研究发现当x >0.5 时，Li1-xCoO2的结构表现为极其不稳定，会发生晶型瘫塌，其外部表现为电芯的压倒终结。所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制Li1-xCoO2中的x值，一般充电电压不大于4.2V那么x<0.5 ，这时Li1-xCoO2的晶型仍是稳定的。

负极C6其本身有自己的特点，当第一次化成后，正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中，当放电时Li回到正极LiCoO2中，但化成之后必须有一部分Li留在负极C6中心，以保证下次充放电Li的正常嵌入，否则电芯的压倒很短，为了保证有一部分Li留在负极C6中，一般通过限制放电下限电压来实现：安全充电上限电压≤4.2V，放电下限电压≥2.5V。

记忆效应的原理 是结晶化，在锂电池中几乎不会产生这种反应。但是，锂离子电池在多次充放后容量仍然会下降，其原因是复杂而多样的。主要是正负极材料本身的变化，从分子层面来看，正负极上容纳锂离子的空穴结构会逐渐塌陷、堵塞；从化学角度来看，是正负极材料活性钝化，出现副反应生成稳定的其他化合物。物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况，总之最终降低了电池中可以自由在充放电过程中移动的锂离子数目。

过度充电和过度放电 ，将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏，从分子层面看，可以直观的理解，过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷，过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去，而使得其中一些锂离子再也无法释放出来。

不适合的温度 将引发锂离子电池内部其他化学反应生成我们不希望看到的化合物，所以在不少的锂离子电池正负极之间设有保护性的温控隔膜或电解质添加剂。在电池升温到一定的情况下，复合膜膜孔闭合或电解质变性，电池内阻增大直到断路，电池不再升温，确保电池充电温度正常。

二、锂电池的配方与工艺流程

1. 正负极配方

1.1 正极配方：LiCoO2+导电剂+粘合剂+集流体（铝箔）

LiCoO2(10μm) : 96.0%

导电剂 （Carbon ECP） 2.0%

粘合剂 （PVDF 761） 2.0%

NMP（增加粘结性） :固体物质的重量比约为810:1496

a)正极粘度控制6000cps（温度25转子3）；

b) NMP重量须适当调节，达到粘度要求为宜；

c)特别注意温度、湿度对黏度的影响

正极活性物质：

钴酸锂： 正极活性物质，锂离子源，为电池提高锂源。非极性物质，不规则形状，粒径D50一般为6-8 μm，含水量≤0.2%，通常为碱性，pH值为10-11左右。

锰酸锂 ：非极性物质，不规则形状，粒径D50一般为5-7 μm，含水量≤0.2%，通常为弱碱性，pH值为8左右。

导电剂： 链状物，含水量< 1%，粒径一般为 1-5 μm。通常使用导电性优异的超导碳黑，如科琴炭黑Carbon ECP和ECP600JD，其作用：提高正极材料的导电性，补偿正极活性物质的电子导电性；提高正极片的电解液的吸液量，增加反应界面，减少极化。

PVDF粘合剂 ：非极性物质，链状物，分子量从300,000到3,000,000不等；吸水后分子量下降，粘性变差。用于将钴酸锂、导电剂和铝箔或铝网粘合在一起。常用的品牌如Kynar761。

NMP ：弱极性液体，用来溶解/溶胀PVDF，同时用来稀释浆料。

集流体（正极引线） ：由铝箔或铝带制成。

1.2 负极配方：石墨+导电剂+增稠剂（CMC）+粘结剂（SBR）+ 集流体（铜箔）

负极材料（石墨） ：94.5%

导电剂（Carbon ECP） ：1.0%(科琴超导碳黑)

粘结剂（SBR） ：2.25%(SBR = 丁苯橡胶胶乳）

增稠剂（CMC） ：2.25%(CMC = 羧甲基纤维素钠）

水 ：固体物质的重量比为1600:1417.5

a) 负极黏度控制5000-6000cps（温度25转子3）

b) 水重量需要适当调节，达到黏度要求为宜；

c) 特别注意温度湿度对黏度的影响

2、正负混料

石墨 ：负极活性物质，构成负极反应的主要物质；主要分为天然石墨和人造石墨两大类。非极性物质，易被非极性物质污染，易在非极性物质中分散；不易吸水，也不易在水中分散。被污染的石墨，在水中分散后，容易重新团聚。一般粒径 D50为20μm左右。颗粒形状多样且多不规则，主要有球形、片状、纤维状等。

导电剂：其作用为 ：

a) 提高负极片的导电性，补偿负极活性物质的电子导电性。

b) 提高反应深度及利用率。

c) 防止枝晶的产生。

d) 利用导电材料的吸液能力，提高反应界面，减少极化。（可根据石墨粒度分布选择加或不加）。

添加剂 ：降低不可逆反应，提高粘附力，提高浆料黏度，防止浆料沉淀。

增稠剂/防沉淀剂（CMC）： 高分子化合物，易溶于水和极性溶剂。

异丙醇： 弱极性物质，加入后可减小粘合剂溶液的极性，提高石墨和粘合剂溶液的相容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂网状交链，提高粘结强度。

乙醇 ：弱极性物质，加入后可减小粘合剂溶液的极性，提高石墨和粘合剂溶液的相容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂线性交链，提高粘结强度（异丙醇和乙醇的作用从本质上讲是一样的，大批量生产时可考虑成本因素然后选择添加哪种）。

水性粘合剂（SBR） ：将石墨、导电剂、添加剂和铜箔或铜网粘合在一起。小分子线性链状乳液，极易溶于水和极性溶剂。

去离子水（或蒸馏水） ：稀释剂，酌量添加，改变浆料的流动性。

负极引线 ：由铜箔或镍带制成。

2.1正极混料 ：

2.1.1原料的预处理

1) 钴酸锂 ：脱水。一般用120 °C常压烘烤2小时左右。

2) 导电剂 ：脱水。一般用200 °C常压烘烤2小时左右。

3) 粘合剂 ：脱水。一般用120-140 °C常压烘烤2小时左右，烘烤温度视分子量的大小决定。

4) NMP ：脱水。使用干燥分子筛脱水或采用特殊取料设施，直接使用。

2.1.2物料球磨：

1) 4小时结束，过筛分离出球磨；

2) 将LiCoO2 和Carbon ECP倒入料桶，同时加入磨球（干料：磨球=1:1），在滚瓶及上进行球磨，转速控制在60rmp以上

2.1.3 原料的掺和：

1) 粘合剂的溶解（按标准浓度）及热处理。

2) 钴酸锂和导电剂球磨：使粉料初步混合，钴酸锂和导电剂粘合在一起，提高团聚作用和的导电性。配成浆料后不会单独分布于粘合剂中，球磨时间一般为2小时左右；为避免混入杂质，通常使用玛瑙球作为球磨介子。

2.1.4 干粉的分散、浸湿：

原理： 固体粉末放置在空气中，随着时间的推移，将会吸附部分空气在固体的表面上，液体粘合剂加入后，液体与气体开始争夺固体表面；如果固体与气体吸附力比与液体的吸附力强，液体不能浸湿固体；如果固体与液体吸附力比与气体的吸附力强，液体可以浸湿固体，将气体挤出。

当润湿角≤90°，固体浸湿。当润湿角>90°，固体不浸湿。

正极材料中的所有组员都能被粘合剂溶液浸湿，所以正极粉料分散相对容易。

分散方法对分散的影响：

1)静置法（时间长，效果差，但不损伤材料的原有结构）；

2)搅拌法：自转或自转加公转（时间短，效果佳，但有可能损伤个别材料的自身结构）。

搅拌桨对分散速度的影响 ：搅拌桨大致包括蛇形、蝶形、球形、桨形、齿轮形等。一般蛇形、蝶形、桨型搅拌桨用来对付分散难度大的材料或配料的初始阶段；球形、齿轮形用于分散难度较低的状态，效果佳。

搅拌速度对分散速度的影响 。一般说来搅拌速度越高，分散速度越快，但对材料自身结构和对设备的损伤就越大。

浓度对分散速度的影响 。通常情况下浆料浓度越小，分散速度越快，但太稀将导致材料的浪费和浆料沉淀的加重。

浓度对粘结强度的影响 。浓度越大，柔制强度越大，粘接强度越大；浓度越低，粘接强度越小。

真空度对分散速度的影响 。高真空度有利于材料缝隙和表面的气体排出，降低液体吸附难度；材料在完全失重或重力减小的情况下分散均匀的难度将大大降低。

温度对分散速度的影响 。适宜的温度下，浆料流动性好、易分散。太热浆料容易结皮，太冷浆料的流动性将大打折扣。

稀释 ：将浆料调整为合适的浓度，便于涂布。

2.1.5操作步骤

a) 将NMP倒入动力混合机（100L）至80°C，称取PVDF加入其中，开机；参数设置：转速25±2转/分，搅拌115-125分钟；

b) 接通冷却系统，将已经磨号的正极干料平均分四次加入，每次间隔28-32分钟，第三次加料视材料需要添加NMP，第四次加料后加入NMP；动力混合机参数设置：转速为20±2转/分

c) 第四次加料30±2分钟后进行高速搅拌，时间为480±10分钟；动力混合机参数设置：公转为30±2转/分，自转为25±2转/分；

d) 真空混合：将动力混合机接上真空，保持真空度为-0.09Mpa，搅拌30±2分钟；动力混合机参数设置：公转为10±2分钟，自转为8±2转/分

e) 取250-300毫升浆料，使用黏度计测量黏度；测试条件：转子号5，转速12或30rpm，温度范围25°C；

f) 将正极料从动力混合机中取出进行胶体磨、过筛，同时在不锈钢盆上贴上标识，与拉浆设备操作员交接后可流入拉浆作业工序。

2.1.6注意事项

a) 完成，清理机器设备及工作环境；

b) 操作机器时，需注意安全，避免砸伤头部。

2.2 负极混料

2.2.1原料的预处理：

1) 石墨：

A、混合，使原料均匀化，提高一致性。

B、300~400°C常压烘烤，除去表面油性物质，提高与水性粘合剂的相容能力，修圆石墨表面棱角（有些材料为保持表面特性，不允许烘烤，否则效能降低）。

2) 水性粘合剂：适当稀释，提高分散能力。

2.2.2 掺和、浸湿和分散：

1) 石墨与粘合剂溶液极性不同，不易分散。

2) 可先用醇水溶液将石墨初步润湿，再与粘合剂溶液混合。

3) 应适当降低搅拌浓度，提高分散性。

4) 分散过程为减少极性物与非极性物距离，提高势能或表面能，所以为吸热反应，搅拌时总体温度有所下降。如条件允许应该适当升高搅拌温度，使吸热变得容易，同时提高流动性，降低分散难度。

5) 搅拌过程如加入真空脱气过程，排除气体，促进固-液吸附，效果更佳。

6) 分散原理、分散方法同正极配料中的相关内容

2.2.3稀释：

将浆料调整为合适的浓度，便于涂布。

2.2.4物料球磨

1) 将负极和KetjenblackECP倒入料桶同时加入球磨（干料：磨球=1:1.2）在滚瓶及上进行球磨，转速控制在60rmp以上；

2) 4小时结束，过筛分离出球磨；

2.2.5操作步骤

1) 纯净水加热至至80°C倒入动力混合机（2L）

2) 加CMC，搅拌60±2分钟；动力混合机参数设置：公转为25±2分钟，自转为15±2转/分；

3) 加入SBR和去离子水，搅拌60±2分钟；

动力混合机参数设置：公转为30±2分钟，自转为20±2转/分；

4) 负极干料分四次平均顺序加入，加料的同时加入纯净水，每次间隔28-32分钟；动力混合机参数设置：公转为20±2转/分，自转为15±2转/分；

5) 第四次加料30±2分钟后进行高速搅拌，时间为480±10分钟；

动力混合机参数设置：公转为30±2转/分，自转为25±2转/分；

6) 真空混合：将动力混合机接上真空，保持真空度为-0.09到0.10Mpa，搅拌30±2分钟；

动力混合机参数设置：公转为10±2分钟，自转为8±2转/分

7) 取500毫升浆料，使用黏度计测量黏度；

测试条件：转子号5，转速30rpm，温度范围25°C；

8) 将负极料从动力混合机中取出进行磨料、过筛，同时在不锈钢盆上贴上标识，与拉浆设备操作员交接后可流入拉浆作业工序。

2.2.6注意事项

1) 完成，清理机器设备及工作环境；

2) 操作机器时，需注意安全，避免砸伤头部。

配料注意事项：

ü 防止混入其它杂质；

ü 防止浆料飞溅；

ü 浆料的浓度（固含量）应从高往低逐渐调整，以免增加麻烦；

ü 在搅拌的间歇过程中要注意刮边和刮底，确保分散均匀；

ü 浆料不宜长时间搁置，以免沉淀或均匀性降低；

ü 需烘烤的物料必须密封冷却之后方可以加入，以免组分材料性质变化；

ü 搅拌时间的长短以设备性能、材料加入量为主；

ü 搅拌桨的使用以浆料分散难度进行更换，无法更换的可将转速由慢到快进行调整，以免损伤设备；

ü 出料前对浆料进行过筛，除去大颗粒以防涂布时造成断带；

ü 对配料人员要加强培训，确保其掌握专业知识，以免酿成大祸；

ü 配料的关键在于分散均匀，掌握该中心，其它方式可自行调整。

三、电池制作所需具体 参数

1、极片尺寸

2、拉浆工艺

a)集流体尺寸

正极（铝箔），间歇涂布

负极（铜箔），间歇涂布

b）拉浆重量要求

3、正极拉浆后进行以下工序：

裁大片 裁小片 称片（配片） 烘烤 轧片极耳焊接负极拉浆后进行以下工序：

裁大片 裁小片 称片（配片） 烘烤 轧片极耳焊接

4、轧片要求

5、配片方案

6、极片烘烤

备注：真空系统的真空度为-0.095-0.10Mpa； 保护气为高纯氮气，气体气压大于0.5Mpa

7、极耳制作

a)　正极：正极极耳在正极片处采用超声波焊接。铝条末端与极片边缘平齐。

b)　负极：镍条尺寸：0.10×3.0×48mm，镍条直接用点焊机点焊，要求点焊点数为8个点镍条右侧与负极片右侧对齐，镍条末端与极片边缘平齐。

8、隔膜尺寸 ：0.025×44.0×790±5mm

9、卷针宽度 ：22.65±0.05mm

10、压芯 ：电池卷绕后，先在电芯底部贴上24mm宽的透明胶纸，再用压平机冷压两次。

11、电芯入壳前要求

胶纸1：10.0×38.0±1.0mm，胶纸在电芯两侧分布均匀；

胶纸2：10.0×38.0±1.0mm，镍条在胶纸中央；

胶纸3：24.0×30.0±2.0mm，胶纸在电芯两侧分布均匀；

镍条右侧距电芯右侧为7.0±1.0mm。

12、装壳

装壳时应用双手同时用力，缓缓将电芯装入电池壳中，禁止划伤电芯。

13、负极极耳焊接

负极镍条与钢壳用点焊机进行焊接，要保证焊接强度，禁止虚焊。

14、激光焊接

激光焊接时应仔细上夹具，电池壳与上盖配合良好后才能进行焊接，注意避免出现焊偏。

15、电池真空烘烤

备注：

(1)真空系统的真空度为-0.095~-0.10MPa；

(2)保护气为高纯氮气，气体压力＞0.5MPa；

(3)每小时抽一次真空注一次氮气

16、注液量：2.9±0.1g

注液房相对湿度：≤30%，温度：20±5℃封口胶布：6mm宽红色胶布，粘胶纸时注意擦净注液口处的电解液用2道橡皮筋将棉花固定在注液口处。

17、化成制度

（1）　开口化成工艺

a)　恒流充电：40mA×4h；80mA×6h

电压限制：4.00V

b)　全检电压，电压≥3.90V的电池进行封口，电压<3.90V的电池用60mA恒流至3.90~4.00V后封口，再打钢珠

c)　电池清洗，清洗剂为醋酸+酒精

（2）　续化成制度

按程序进行续化成：

a)　恒流充电（400mA，4.20V，10min）

b)　休眠（2min）

c)　恒流充电（400mA，4.20V，100　min）

·d)　恒压充电（4.20V，20　mA，150　min）

e)　休眠（30min）

f)　恒流放电（750mA，2.75V，80　min）

g)　休眠（30min）

h)　恒流充电（750mA，3.80V，90　min）

j)　恒压充电（3.80V，20　mA，150　min）

（3）　检测分容

按如下档次对电池进行分容：

电池下柜后全检电压，电压＜3.77V的电池采用程序补电：

（1）恒流充电（750mA，3.80V，10　min）

（2）休眠（2min）

（3）恒流充电（750mA，3.80V，30　min）

（4）恒压充电（3.80V，20　mA，60min）

18、电池复检

电池下柜分容后在室温下放置20天进行复检，步骤如下：

a)　用整形机对电池整形；

b)　全检电池厚度、电压、内阻，分类方法如下：

四、电池制作工艺流程

1、工艺流程： （正、负极）干混→湿混→滚涂膏体在导电基体上→3步干燥→卷绕→切边（切成一定宽度）→辊压→卷绕（备用）干混采用球磨, 磨球是玻璃球或氧化锆陶瓷球；

湿混采用。 行星式拌粉机, 其叶片分别装在2-3个轴上, 混合效果更好。湿混中溶剂数量要恰当, 形成合适的流变态, 以获得平滑的涂层。滚涂电极膏体要保证一定的粘度, 膏体涂于铝箔或铜箔的两面, 而涂层的厚度取决于电池的型号。

然后再相继通过3个加热区进行干燥, NMP（或水）从涂层中随热空气或干燥氮气流动而挥发, 溶剂可以回收再利用。辊压是为了提高涂层的密度, 并使电极厚度能符合电池装配的尺寸, 辊压阶段的压力要适中, 以免卷绕时粉料散落。

2、电池的组装

圆柱电池的装配工艺流程 ：绝缘底圈入筒→卷绕电芯入筒→插入芯轴→焊负极集流片于钢筒→插入绝缘圈→钢筒滚线→真空干燥→注液→组合帽（PTC元件等）焊到正极引极上→封口→X射线检查→编号→化成→循环→陈化。

方形电池装配工艺流程 ：绝缘底入钢盒→片状组合电芯入筒→负极集流片焊于钢盒→上密封垫圈→正极集流片焊于杆引极→组合盖（PTC元件等）焊到旋引极上→组合盖定位→激光焊接→真空干燥→注液→密封→X射线检查→编号→化成→循环→陈化。

装配工艺说明 ：以圆柱形电池为例（方形电池基本过程相同）。卷绕芯入筒以前, 将铝条（0.08—0.15㎜厚、3㎜宽）和镍条（0.04—0.10㎜厚, 3㎜宽）分别用超声波焊接在正、负极导电基体的指定处作为集流引极。

电池隔膜一般采用PE/PP2层或PP/PE/PP 3层组成, 隔膜都是经过120℃热处理过的, 以增加其阻止性和提高其安全性。

正极、隔膜、负极3者叠合后卷绕入筒, 由于采用涂膏电极, 故必须让膏体材料与基体结合得好, 以形成高密度电极, 特别要防止掉粉, 以免其穿透隔膜而引起电池内部短路。

在卷绕电芯插入钢筒以前, 放一个绝缘底入钢筒底部是为了防止电池内部短路这对于一般电池都是相同的。

电解质一般采用LiPF6和非水有机溶剂, 在真空注液以前,电池要真空干燥24/h, 以除去电池组分中的水分和潮气, 以免LiPF6与水反应形成HF而缩短寿命。

电池密封采用涂密封胶、插入垫圈、卷边加断面收缩过程,基本原理与碱性可充电池相同。封口以后, 电池要用异丙醇和水的混合液除去油污物和溅出的电解液, 然后再干燥。使用一种气味传感器或“ 嗅探器”元件检查电池漏液情况。

整个电池装配完成以后, 电池要用X射线鉴定电池内部结构是否正常, 对于电芯不正、钢壳裂缝、焊点情况、有无短路等进行检查, 排除有上述缺陷的电池, 确保电池质量。

最后一道工序是化成, 电池第1次充电, 阳极上形成保护膜, 称为固体电解质中间相层(SEI), 它能防止阳极与电解质反应, 并是电池安全操作、高容量、长寿命的关键要素。电池经过几次充放电循环以后陈化2—3周, 剔去微短路电池, 再进行容量分选包装后即成为商品了。

五、电池的性能

1、电性能：

（1） 额定容量 ：0.5C放电，单体电池放电时间不低于2h，电池组放电时间不低于1h54min（95%）；

（2）1C放电容量 ：1C放电，单体电池放电时间不低于57min（95%），电池组放电时间不低于54min（90%）；

（3）低温放电容量 ：-20℃下0.5C放电，单体或电池组放电时间均不低于1h12min（60%）；

（4）高温放电容量 ：55℃下0.5C放电，单体电池放电时间不低于1h54min（95%），电池组放电时间不低于1h48min（90%）；

（5） 荷电保持及恢复能力 ：满电常温下搁置28天，荷电保持放电时间不低于1h36min（80%），荷电恢复放电时间不低于1h48min（90%）；

（6）储存性能 ：进行贮存试验的单体电池或电池组应选自生产日期不足3个月的，贮存前充50％～60％的容量，在环境温度40℃±5℃，相对湿度45％～75％的环境贮存90天。贮存期满后取出电池组，用0.2C充满电搁置1h后，以0.5C恒流放电至终止电压,上述试验可重复测试3次，放电时间不低于1h12min（60%）；

（7）循环寿命： 电池或电池组采用0.2C充电，0.5C放电做循环，当连续两次放电容量低于72min（60%）时停止测试，单体电池循环寿命不低于600次，电池组循环寿命不低于500次；

（8）高温搁置寿命 ：应选自生产日期不足三个月的单体电池的进行高温搁置寿命试验，进行搁置前应充入50%±5%的容量，然后在环境温度为55℃±2℃的条下搁置7天。7天后将电池取出，在环境温度为20℃±5℃下搁置2～5h。先以0.5C将电池放电至终止电压，0.5h后按0.2C进行充电，静置0.5h 后，再以0.5C恒流放电至终止电压，以此容量作为恢复容量。以上步骤为1周循环，直至某周放电时间低于72min（60%）,试验结束。搁置寿命不低于56天（8周循环）。

2、安全性能

（1）持续充电 ：将单体电池以0.2ItA恒流充电，当单体电池端电压达到充电限制电压时，改为恒压充电并保持28d，试验结束后，应不泄漏、不泄气、不破裂、不起火、不爆炸（相当于满电浮充）。

（2）过充电 ：将单体电池用恒流稳压源以3C恒流充电，电压达到10V后转为恒压充电，直到电池爆炸或起火或充电时间为90min或电池表面温度稳定（45min内温差≤2℃）时停止充电，电池应不起火、不爆炸（3C10V）；将电池组用稳压源以0.5ItA恒流充电，电压达到n×5V（n为串联单体电池数）后转为恒压充电，直到电池组爆炸或起火或充电时间为90min或电池组表面温度稳定（45min内温差≤2C）时停止充电，电池应不起火、不爆炸。

（3）强制放电（反向充电） ：将单体电池先以0.2ItA恒流放电至终止电压，然后以1ItA电流对电池进行反向充电，要求充电时间不低于90min，电池应不起火、不爆炸；将电池组其中一只单体电池放电至终止电压，其余均为充满电态的电池，再以1ItA恒流放电至电池组的电压为0V时停止放电，电池应不起火、不爆炸。

（4）短路测试 ：将单体电池经外部短路90min，或电池表面温度稳定（45min内温差≤2℃）时停止短路，外部线路电阻应小于50mΩ，电池应不起火、不爆炸；将电池组的正负极用小于电阻0.1Ω的铜导线连接直至电池组电压小于0.2V或电池组表面温度稳定（45min内温差≤2℃），电池应不起火、不爆炸

3、机械性能

（1）挤压 ：将单体电池放置在两个挤压平面中间，逐渐增加压力至13kN，圆柱形电池挤压方向垂直于圆柱轴的纵轴，方形电池挤压电池的宽面和窄面。每只电池只能接受一次挤压。试验结果应符合4.1.2.1的规定。在电池组上放一直径为15cm的钢棒对电池组的宽面和窄面挤压电池组，挤压至电池组原尺寸的85%，保持5min，每个电池组只接受一次挤压。

（2）针刺： 将单体电池放在一钢制的夹具中，用φ3mm～φ8mm的钢钉从垂直于电池极板的方向贯穿（钢针停留在电池中），持续90min，或电池表面温度稳定（45min内温差≤2℃）时停止试验。

（3）重物冲击 ：将单体电池放置于一钢性平面上，用直径15.8mm的钢棒平放在电池中心，钢棒的纵轴平行于平面，让重量9.1kg的重物从610mm高度自由落到电池中心的钢棒上；单体电池是圆柱形时，撞击方向垂直于圆柱面的纵轴；单体电池是方形时，要撞击电池的宽面和窄面，每只电池只能接受一次撞击。

（4） 机械冲击 ：将电池或电池组采用刚性固定的方法（该方法能支撑电池或电池组的所有固定表面）将电池或电池组固定在试验设备上。在三个互相垂直的方向上各承受一次等值的冲击。至少要保证一个方向与电池或电池组的宽面垂直，每次冲击按下述方法进行：在最初的3ms内，最小平均加速度为735m/s2，峰值加速度应该在1225 m/s2和1715 m/s2之间。

（5） 振动： 将电池或电池组直接安装或通过夹具安装在振动台面上进行振动试验。试验条件为频率10Hz～55Hz，加速度29.4 m/s2，XYZ每个方向扫频循环次数为10次，扫频速率为1oct/min。

（6）自由跌落 ：将单体电池或电池组由高度（最低点高度）为600mm的位置自由跌落到水泥地面上的20mm厚的硬木板上，从XYZ三个方向各一次。自由跌落结束后。

4、环境适应性

（1） 高温烘烤： 将单体电池放入高温防爆箱中，以（5±2C）/min升温速率升温至130℃，在该温度下保温10min。

（2） 高温储存 ：将单体电池或电池组放置在75±2C的烘箱中搁置48h，电池应，应不泄漏、不泄气、不破裂、不起火、不爆炸。

（3）低气压： （UL标准）。

锂电池一般能用几年？锂电池的寿命是多长？

锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。

锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。

电池寿命

锂离子电池只能充放电500次？

相信绝大部分消费者都听说过，锂电池的寿命是“500次”，500次充放电，超过这个次数，电池就“寿终正寝”了，许多朋友为了能够延长电池的寿命，每次都在电池电量完全耗尽时才进行充电，这样对电池的寿命真的有延长作用吗？答案是否定的。锂电池的寿命是“500次”，指的不是充电的次数，而是一个充放电的周期。

一个充电周期意味着电池的所有电量由满用到空，再由空充到满的过程，这并不等同于充一次电。比如说，一块锂电在第一天只用了一半的电量，然后又为它充满电。如果第二天还如此，即用一半就充，总共两次充电下来，这只能算作一个充电周期，而不是两个。因此，通常可能要经过好几次充电才完成一个周期。每完成一个充电周期，电池容量就会减少一点。不过，这个电量减少幅度非常小，高品质的电池充过多次周期后，仍然会保留原始容量的80%，很多锂电供电产品在经过两三年后仍然照常使用。当然，锂电寿命到了最终后仍是需要更换的。

而所谓500次，是指厂商在恒定的放电深度（如80%）实现了625次左右的可充次数，达到了500个充电周期。（80%*625=500）（忽略锂电池容量减少等因素）

而由于实际生活的各种影响，特别是充电时的放电深度不是恒定的，所以"500个充电周期"只能作为参考电池寿命。正确的说法：锂电寿命和充电周期的完成次数有关，和充电次数没有直接关系。

简单的理解，例如，一块锂电在第一天只用了一半的电量，然后又为它充满电。如果第二天还如此，即用一半就充，总共两次充电下来，这只能算作一个充电周期，而不是两个。因此，通常可能要经过好几次充电才完成一个周期。每完成一个充电周期，电量就会减少一点。不过，减少幅度非常小，高品质的电池充过多次周期后，仍然会保留原始电量的80%，很多锂电供电产品在经过两三年后仍然照常使用，就是这个原因。当然锂电寿命到了最终还是需要更换的。

锂电的寿命一般为300～500个充电周期。假设一次完全放电提供的电量为Q，如不考虑每个充电周期以后电量的减少，则锂电在其寿命内总共可以提供或为其补充300Q-500Q的电力。由此我们知道，如果每次用1/2就充，则可以充600-1000次；如果每次用1/3就充，则可以充900～1500次。以此类推，如果随机充电，则次数不定。总之，不论怎么充，总共补充进300Q～500Q的电力这一点是恒定的。所以，我们也可以这样理解：锂电池寿命和电池的总充电电量有关，和充电次数无关。深放深充和浅放浅充对于锂电寿命的影响相差不大。

事实上，浅放浅充对于锂电更有益处，只有在产品的电源模块为锂电做校准时，才有深放深充的必要。所以，使用锂电供电的产品不必拘泥于过程，一切以方便为先，随时充电，不必担心影响寿命。

如果在高于规定的操作温度，即35°C以上的环境中使用锂电，电池的电量将会不断的减少，即电池的供电时间不会像往常那样长。如果在这样的温度下，还要为设备充电，那对电池的损伤将更大。即使是在较热的环境中存放电池，也会不可避免的对电池的质量造成相应的损坏。所以，尽量保持在适益的操作温度是延长锂电寿命的好方法。

如果在低温环境，即4°C以下中使用锂电，同样也会发现电池的使用时间减少了，有些手机的原装锂电在低温环境中甚至充不上电。但不必太担心，这只是暂时状况，不同于高温环境下的使用，一旦温度升起来，电池中的分子受热，就马上恢复到以前的电量。

要想发挥锂离子电池的最大效能，就需要经常用它，让锂电内的电子始终处于流动状态。如果不经常使用锂电，请一定记得每月给锂电完成一个充电周期，做一次电量校准，即深放深充一次。

正规叫法是“充放电循环”，不等于“充电次数”，循环指的是，电池从满电到用光，这是一个循环，如果你的电池从满电状态，用了十分之一的电量，然后又充满了，这是十分之一个循环，这样充10次，才基本算一个循环。同样，从满电，用了一半然后充满，再用到一半再充满，这也是一个循环，这时你是充了两次电。所以，循环仅仅是取决于“从电池累计放出多少电”，而跟“充电次数”没有直接关系。

而且这个标称的充放电循环次数也不是说用完了就不能用了，而是做了这么多循环以后，电池能储存电量的能力会下降到一个程度，比如某锂电池，标称的充放电循环是“500次后不低于标称容量的60%”也就是500个循环后，这个电池最多只能存新电池的时候的60%那么多电了，是性能下降到一定的程度了，是这个意思锂电池没有固定充电次数限制，正规厂家出来的电池一般至少可以充放电500次，且容量保持在初始容量的80%以上，一天一充可以用2年。通常手机电池充电1000次，就会造成电池严重不耐用。

手机电池保养方法：

1、每次完全充满电使用，减少充电次数，提高电池使用寿命。

2、不用把电池完全放电，通常电量低于10%就需要充电。

3、使用原装充电器充电，不要使用万能充充电。

4、手机充电过程中，不要使用手机。

5、不要过分充电，电池充满以后停止继续充电。

是的，根据实验结果，锂电池的寿命是随着与充电次数增加而不断衰减的，一般锂电池充电次数是2000-3000次循环就是使用，我们是在使用电池，关心的是使用的时间，为了衡量充电电池到底可以使用多长时间这样一个性能，就规定了循环次数的定义。实际的用户使用千变万化，因为条件不同的试验是没有可比性的，要有比较就必须规范循环寿命的定义。国标规定的锂电池循环寿命测试条件及要求:在环境温度20℃±5℃的条件下，以1C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1/20C，停止充电，搁置0.5h~1h，然后以1C电流放电至终止电压2.75V，放电结束后，搁置0.5h~1h，再进行下一个充放电循环，直至连续两次放电时间小于36min，则认为寿命终止，循环次数必须大于300次。

国标规定的解释:

A.这个定义规定了循环寿命的测试是以深充深放方式进行的

B.规定了锂电池的循环寿命按照这个模式，经过≥300次循环后容量仍然有60%以上然而，不同的循环制度得到的循环次数是截然不同的，比如以上其它的条件不变,仅仅把4.2V的恒压电压改为4.1V的恒压电压对同一个型号的电池进行循环寿命测试，这样这个电池就已经不是深充方式了，最后测试得到循环寿命次数可以提高近60%。那么如果把截止电压提高到3.9V进行测试，其循环次数应该可以增加数倍。

这个关于循环充放电一次就少一次寿命的说法，我们要注意的是，锂电池的充电周期的定义：一个充电周期指的是锂电池的所有电量由满用到空，再由空充电到满的过程。而这并不等同于充电一次。另外大家在谈论循环次数的时候不能忽视循环的条件，抛开规则谈论循环次数是没有任何意义的，因为循环次数是检测电池寿命的手段，而不是目的!

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