锂电池性能测试方法 聊聊锂电池性能和测试的那些事!

小编 2024-10-06 锂离子电池 23 0

聊聊锂电池性能和测试的那些事!

现在很多的人都在做锂电池的检测认证,但是具体不知道怎么做,要做什么项目,对此有很多的疑问,锂电马工带你看看锂电池性能测试!

二次电池性能主要包括哪些方面?

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。

电池的可靠性测试项目有哪些?

一般包括:1.循环寿命 2. 不同倍率放电特性 3. 不同温度放电特性 4. 充电特性 5. 自放电特性 6.不同温度自放电特性 7. 存贮特性 8. 过放电特性 9. 不同温度内阻特性 10. 高温测试 11. 温度循环测试 12. 跌落测试 13. 振动测试 14. 容量分布测试 15. 内阻分布测试 16. 静态放电测试ESD 。

电池的安全性测试项目有哪些?

一般包括:1内部短路测试 2. 持续充电测试3. 过充电4. 大电流充电5. 强迫放电 6. 坠落测试 7. 从高处坠落测试8. 穿透实验 9. 平面压碎实验 10. 切割实验 11. 低气压内搁置测试 12. 热虐实验 13. 浸水实验14. 灼烧实验15. 高压实验 16. 烘烤实验 17. 电子炉实验 。

什么是IEC标准循环寿命测试?

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。

什么是标准耐过充测试?

IEC规定锂电池的标准耐过充测试为:⑴将电池0.2C放电至3.0V;⑵用电流I任意设置10V电压对电池充电充电时间为 T=2.5×C5/I;⑶电池最终不爆炸和起火。

什么是标准荷电保持测试?

国家标准规定锂电池的标准荷电保持测试为:电池以0.2C放至3.0/支后,以1C恒流恒压充电到4.2V,截止电流10mA,在温度为20±5℃下储存28天后,再以0.2C放电至2.75V计算放电容量,再与电池标称容量相比,应不小于初始容量的85%。

什么是锂电池跌落测试?

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。

什么是锂电池振动 实验

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。

什么是锂电池 碰撞实验

电池以0.2C放电至3.0V后在20±5℃下以1C恒流恒压充电到4.2V,截止电流10mA,安装到碰撞测试台上按如下条件测试:峰值加速度在100m/S2,脉冲持续时间为16ms,碰撞次数为1000±10,碰撞结束后目测电池外观应无异常现象,然后以1C恒流放电至2.75V,然后在(20±5℃)的条件下,进行1C充放电循环直至放电容量不少于初始容量的85%,但循环次数不多于3次。

什么是锂电池撞击实验?

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。

什么是锂电池穿刺实验?

电池充满电后,用一个直径为2.0mm~25mm的钉子穿过电池的中心,并把钉子留在电池内,电池不应该爆炸起火。

什么是锂电池高温高湿测试?

锂电池高温高湿测试为:将电池1C恒流恒压充电到4.2V,截止电流10mA,然后放入(40±2℃),相对湿度为90%-95%的恒温恒湿箱中搁置48h后,将电池取出在(20±5℃)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(20±5℃)的条件下,进行1C充电,1C放电循环直至放电容量不少于初始容量的85%,但循环次数不多于3次。

什么是锂电池温升实验?

将电池充满电后放进烘箱,以每分钟5℃的速度升高烘箱温度,一直到烘箱温度达150℃,并将150℃保持10分钟,电池不应爆炸或起火。

什么是锂电池温度循环实验?

温度循环实验包含27个循环,每个循环由以下步骤组成:(1).电池从常温转为温度66±3℃,湿度15±5%条件下放置1小时;(2).然后转为在温度为33±3℃,湿度90±5%的条件下放置1小时;(3).然后条件转为温度为-40±3℃放置1小时;(4).电池在温度为25℃下搁置0.5小时。此4步即完成一个循环,经过此27个循环实验后,电池应该无漏液,爬碱,生锈,或其它异常情况出现。

什么是锂电池温度震荡实验?

该实验需要两个恒温箱,其中一个为66℃,一个为-40℃,每一个循环由下面步骤组成:电池在-40℃放置1小时后,在5秒内转移到66℃烘箱内烘烤1小时,这个循环实验应该从低温开始,然后在高温结束,整个过程应为24个循环,电池经过循环实验,应该不会出现任何电性能问题。

什么是锂电池灼烧实验?

在防爆箱内,将满电的电池在蓝色火焰上烘烤,电池安全阀应在一段时间后开启。

关于锂电池的检测方法,这些知识和案例你了解吗?

锂电池凭借效率高、输出功率大等优势,在人们的生产生活中逐渐扮演着不可或缺的角色。锂电池材料的研究与开发,对研究高性能的锂电池材料至关重要,这就要求我们选择合适的检测分析手段,去全方位评估材料的性能。

锂电的检测技术涉及各方面,关于常规的比表面积、振实密度、pH、AAS、电性能等测试的介绍已有很多,下面我们来看看新型的锂电材料检测手段。

一、SEM&EDS(扫描电镜及能谱)材料形貌观察,成分分析及分布

图1NCM正极片表面形貌观察

观察正极极片上材料颗粒完整度,CNT覆盖情况。SEM是电池材料分析的“眼睛”。

图2正极片截面mapping

EDS面扫分析NCM/LiCoO2复合正极片材料,电池材料涂覆在铝箔集流器正反两面,材料中的胶黏剂成分为聚偏氟乙烯(PVDF)。

二、XPS(X射线光电子能谱仪)浅表面元素分布,元素价态分析

图3 XPS设备原理图 图4负极表面的SEI膜

在锂离子电池首次充、放电过程中,电解液和电极材料在固-液界面上发生反应,会形成一层覆盖与电极材料表面的钝化层。这个钝化层是一种界面膜,具有固体电解质的特征,因此这层钝化膜被称为“固体电解质界面膜”,简称SEI膜。

图5Co元素价态分析 图6 正极片0-2.8μm深度剖析

XPS能探知极片浅表面的元素、元素价态信息,是检测SEI膜性质的优良手段。

三、AES(俄歇电子能谱仪)极表面元素分布,微量轻元素检测

图7 俄歇电子产生机理 图8 AES能谱图

俄歇电子能谱对轻元素的检测较敏感,能和EDS刚好形成互补。常用于极片或正负极材料本身痕量元素的原位测试。

四、XRD(X射线衍射仪)物相分析、石墨层间距D002、石墨化度

图9三元电池XRD谱图

图9三元电池XRD谱图

针对三元电池,利用EDS获取元素信息后,通过XRD鉴别物相组成,从而判断三元电池的种类。

图10石墨层间距 图11XRD石墨化度测试

现阶段锂离子动力电池负极材料基本上都是石墨类碳负极材料,对石墨类碳负极材料进行表面包覆改性,增加与电解液的相容性、减少不可逆容量、增加倍率性能也是当下提升的一个重点。XRD能够从石墨晶体结构入手,了解石墨负极材料的性能优劣。

五、工业CT(计算机断层扫描)无损检测

图12 工业CT工作原理

图13 软包电池内部缺陷

CT成像是利用射线从多个方向透射工件某断层,通过探测器检测由工件衰减后的射线信息,由计算机对采集数据,以二维图像形式展现所检测断层的密度分布。

针对锂离子电池的检测,无损检测无疑是工业CT最大的优点。在无损的前提下,分析电池内部裂纹、杂质,确定极耳位置等,是其它设备所不具备的能力。

六、CP(离子研磨仪)无应力研磨加工,纳米级的抛光效果

14CP截面研磨示意图

图15 CP处理过的极片

利用氩离子束对材料样品表面或者截面进行轰击,以获得平整精密的抛光截面和平面样品,并配合扫描电镜(SEM)完成对样品内部结构微观特征的观察和分析。

篇幅有限,更多的锂电分析手段请联系我们,相互交流学习,共同进步。

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