手機電池性能及其檢測

1、手機電池性能及其檢測摘要：主要討論鎘銀、氫銀、鋰離子手機電池的充放電性能，自放電性能，低溫性能及檢測標(biāo)準(zhǔn)和方法。關(guān)鍵詞：手機電池、鎘銀電池、氫鎮(zhèn)電池、鋰離子電池、兒刖百經(jīng)預(yù)測，2000年底我國移動電話用戶總數(shù)將達到6000萬戶，仍然為全球第三大移動電話市場。即使這樣，我國移動電話的普及率仍不到4%與發(fā)達國家40%Z上的普及率相比，其發(fā)展?jié)摿κ志薮蟆ｋ姵厥且苿与娫捠褂玫年P(guān)鍵部件，每一部移動電話至少需要兩塊電池。移動電話的迅速發(fā)展，使手機電池的需求迅速擴大，成為電池行業(yè)中又一新的發(fā)展亮點。因此，研究手機電池的性能意義重大。1、手機電池的類型手機電池是由多只單體小型二次電池，PTC或熱敏電阻保護元

2、器件及外殼組裝而成。目前我國手機電池主要有鎘銀、氫銀和鋰離子是池三種系列，鎘銀電池產(chǎn)量大，技術(shù)成熟，性能可靠而且它的價格低，充電簡單，但由于鎘污染、比能量低、有記憶效應(yīng)，將逐步淘汰；氫銀電池是80年代末三洋公司研制開發(fā)出來的，具生產(chǎn)工藝與鎘銀電池類似，沒有鎘毒害，比能量比鎘銀電池有了較大幅度的提高，無記憶效應(yīng)，發(fā)展很快，產(chǎn)量迅猛增長；鋰離子電池是90年代初由日本索尼公司最早開發(fā)出來的，由于其工作電壓高、比能量大、重量累、無污染等優(yōu)點，因此一問世就受到人們的極大關(guān)注。目前，鋰離子電池正以驚人的速度向規(guī)?；a(chǎn)發(fā)展。2、測試儀器和方法測試所用的主要儀器是武漢力興(火炬)電源有限公司生產(chǎn)的LX-PC

3、BT-128D-2型電池程控測試儀和青島海爾冷柜有限公司生產(chǎn)的低溫箱，其中電池程控測試儀既可恒流充電，也可恒壓充電。測試用的鎘銀手機電為MOTORO6VSNN4120(C1(1#600mAh和MOTORO6VSNN4102D(2#500mAh,氫銀手機電池UIVERSE6VUR-8500R(900mAh,鋰離子手機電池為國產(chǎn)7.2V1300mAh.3、手機電池的性能充電性能a)鎘銀、氫銀手機電池，由圖1可知,鎘銀、氫銀手機電池的充電較簡單，只需定電流充電，充電曲線相似，充電電壓較低;充電初期隨著充電的進行，電壓慢慢上升，當(dāng)電壓達到7.7V左右，并穩(wěn)定較長時間.1#鎘銀電池和氫銀電池的充電曲線差

4、不多，2#鎘后定電壓，充電電壓平臺較高，比氫鎮(zhèn)手機電池高0.4-0.5V.0100020406080100NU200300400500銀電池充電電壓經(jīng)氫銀電池高0.3V左右,0.2C5A電流充電時的電墳略低于1QA電流充電電壓.鎘銀、氫銀手機電池快速充電1.6h內(nèi)可完成，可分別放出98%口95%勺容量,并且快速充電時，電池表面無發(fā)熱現(xiàn)象.b)鋰離子手機電池由于鋰離子二次單體電池采用非水溶劑，因而無法如傳統(tǒng)二次電池那樣利用水的分解與再復(fù)合來實現(xiàn)電池的過充放保護，并且從LiCoC2中脫出的鋰量取決于正極的電位，因此必須采用電流定電墳的充電分式。如果充電時充電電壓過高,金屬鋰會析出而引發(fā)安全事故。充

5、電初期分別以0.2C5A、1.0C5A恒流充電，當(dāng)充電電壓達到8.4V時，則改為恒壓充電，此后充電流逐漸誤衰減，直至充電電流小于0.01C5A即充足電.充電曲紅如1a中的曲線4、5。鋰離子手機電池充電較復(fù)雜，需先定電流,鋰離子手機電池?zé)o法實t/mint/min圖1手機電池不同電流充電曲線放電性能電池以0.2C5A,1.0C5電流放電，放電曲線如圖2.由圖2可知，鋰離子手機電池的放電曲線是傾斜的，電壓平臺不很明顯，但放電電壓最高，平均工作電壓達7.4-7.6V,電壓變化范圍最大.這是由于鋰離子電池采用水溶劑，導(dǎo)電性能較差，電池內(nèi)阻較大.電壓在7.0V以上放出的容量占總?cè)萘康?0%,電壓在6.0V

6、以上放出的容量占總?cè)萘康?6必上，快速放電（1C5A電流）可入出容量的97.8%.0.2C5A電流放電時,氫銀手機電池和1#鎘銀手機電池的放電平臺幾乎一樣，并且放電電壓平臺均較平穩(wěn)，電壓基本上穩(wěn)定在6.3V左右，電壓變化范圍較小，電壓在6.0V以上放出的容量占總?cè)萘康?5必上.而11CA電流放電時,氫銀手機電池可放出容量的86%,鎘銀手機電池可放出容量的90%且鎘銀手機電池的放電平臺高于氫銀電池，說明鎘鎮(zhèn)手機電池的快速放電性能優(yōu)于氫銀電池.但性能較差的2#ffi銀手機電池，放電曲線很傾斜，放電電壓也較低，其放電平臺不明顯，電壓在6.0V以上放出的容量占總?cè)萘康?0施右，如圖2a中的曲線2.放電

7、性能電池以0.2C5A或1CA電流充足電后，開路放置7天，然后以0.2C5A或1CA電流放電,其放電曲線如圖，由圖中可知，鋰離子手機電池的自放電最低，放置7天后的放電曲線與未放置的放電曲線基本吻合，自放電率為2溢右，鎘銀手機電池與氫銀電池自放電率差不多,7天自放電率為9溢右，早期的氫銀手機電池自放電率較大，同鎘銀手機電池相比存在一定差距，近幾年,通過對貯氫合金及負極制造工藝的改進,MH/Ni電池自放電率降到了鎘電池放電溫度特性電池以1電流充足電后，放入-20C的低溫箱中，開路擱置2.5h,然后，在-20C的環(huán)境中，以0.2C5A電流放電，具放電曲線如圖2和圖3,由圖右中可知，-20C時鋰離子手

8、機電池放出的容量最高，為20c容量的93溢右；鎘銀和氫銀手機電池放出的容量分別為20C容量的65%68施右，但鎘銀手機電池放電電壓平臺下降最少（約0.3V）,鋰離子手機電池放電電壓平臺下降居中（約0.4V）,氫銀手機電池放電電壓平臺下降最大（約0.5V）.4、手機電池的標(biāo)準(zhǔn)及檢測方法手機電池的標(biāo)準(zhǔn)主要有移動通信手持機源技術(shù)要求和試驗方法和移動通信手持機用鋰離子電源兩個標(biāo)準(zhǔn)。前一個標(biāo)準(zhǔn)適于鎘銀電池和金屬氫化物銀電池組成的手持機電源，后一個標(biāo)準(zhǔn)只適用于鋰離子電池組成的手持機電源。兩標(biāo)準(zhǔn)主要不同之處有充電方式不一樣，鎘銀和金屬氫化物銀電池組成的手機電池采用恒流充電方式，而鋰離子電池組成的手機電池采用

9、先恒流充電，再恒壓充電的方式。荷電保持能力試驗時，電池充電態(tài)開路擱置的時間不一樣，前一個標(biāo)準(zhǔn)，開路擱置28天，而后一個標(biāo)準(zhǔn)，開路擱置30天。循環(huán)壽命試驗方法不一樣，前一個標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命試驗分周期進行，而后一個標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)進行。鎘鎮(zhèn)和氫鎮(zhèn)手機電池標(biāo)準(zhǔn)中主要電性和試驗方法環(huán)境條件：（20±5）Ca.充電性能采用恒流充電法，分慢充和快充，充電結(jié)束后，擱置0.5-1.0h,接入電流為100mA的負載，測定電池端電壓不低于標(biāo)稱電壓1.2VXn,n為串聯(lián)的單體電池只數(shù).表1Cd/Ni、MH/Ni手機電池充電性能充電類型充電電流/A充電時間/h充電后的負裁電壓/V快充慢充0.2C58.0接100mA電流

10、的負裁1.0C51.6端電壓/、低于標(biāo)稱電壓d.放電性能及額定容量充電性能試驗合格后，再進行放電性能和額定容量測試，采用恒流放電法，測試中隨時測定電池的端電壓，分中、高倍率型.表2Cd/Ni、MH/Ni手機電池放電性能/h放電電流/A終止電壓/V中倍率型局倍率型0.2C5彳c4.754.751.0Xn1.0C50.70.8c.荷電保持能力以0.1C5A流恒流充電16h,然后在環(huán)境平均溫度為20C的條件下，開路放置28天扣，以0.2C5A電流恒流放電到終止電壓，具放電時間鎘銀電池不少于3.25h,氫銀電池不少于3.0h.d.循環(huán)壽命鎘銀手機電池和氫銀手機電池循環(huán)時的充放電流、時間等均不一樣（見表

11、34）.50次循環(huán)為一個周期，第50次循次結(jié)束后，電源開路擱置，擱置時間（后一周期起始時間與前一周期的起始時間）為兩星期，擱置后，立即開始第51次循環(huán).當(dāng)連續(xù)二次循環(huán)所給出的放電時間均少于3h時，壽命即為終止.30次循環(huán)為一個周期，第30次循環(huán)結(jié)束后，電源開路擱置1-3天，擱置后，立即開始第31次循環(huán).當(dāng)連續(xù)兩次循環(huán)所給出的放電時間均少于3h時,壽命即為終止.表3鎘銀手機電池循環(huán)壽命試驗循環(huán)數(shù)擱置時問/h電流/A時間/h電流/A時間/h電壓/V10.1C51600.25C52.332-480.25C53.1700.25C52.33490.25C53.1700.25C51.0500.1C5161

12、-40.25C51.0循環(huán)數(shù)充電充電態(tài)放電電流/A時間/h電流/A時間/h電壓/V手機電池循10.4C53.5000.4C51.252-480.4C51.7500.4C51.25290.4C51.7500.4C51.0300.4C53.500.5-2.00.2C51.0表4氫銀環(huán)壽命試驗鋰離子手機電池標(biāo)準(zhǔn)中主要電性能和試驗方法環(huán)境條件：(20±5)Ca,充電性能先恒流充電，再恒壓充電。分為標(biāo)準(zhǔn)和快速充電兩種，充電結(jié)束后，不需測定電源的負載電壓。見表5。b,放電性能按表5快速充電方式對電源進行充電，充電結(jié)束后，放置1-12h,快速恒流放電，見表6。表5鋰離子手機電池充電性能充電類型充電

13、方式標(biāo)準(zhǔn)充電以A恒流充電，當(dāng)電源端電壓達到限制電壓(4.2Xn)時，改為恒壓充電，直到充電電流0.01C5A快速充電以1.0C5A恒流充電，當(dāng)電源端電壓達到限制電壓(4.2Xn)時，包壓充電，直到充電電流0.01C5A表6鋰離子手機電池放電性能放電類型恒定放電電流/A或mA終止電壓/V最少放電時間/h標(biāo)準(zhǔn)充電0.2C52.5Xn5快速充電1.0C50.9c.額定容量試驗按表5標(biāo)準(zhǔn)充電，充電結(jié)束后，放置1-12h,按表6標(biāo)準(zhǔn)放電要求進行放電，測試放電時間.d.荷電保持能力額定容量試驗合格后，按表5標(biāo)準(zhǔn)充電方式充電，充電結(jié)束后，將電源開路放置30d,再按表6標(biāo)準(zhǔn)放電要求進行放電，測試放電時間，其放電時間不少于4.5h.e.循環(huán)壽命按表