鋰離子電池性能驗(yàn)證介紹資料PPT課件

1、目 錄第一章、鋰離子電池性能指標(biāo)第二章、鋰離子電池測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)第三章、Li-ion電池的安全認(rèn)證第四章、失效模式第1頁/共23頁第一章、鋰離子電池性能指標(biāo)電性能電性能容量容量/ /放電平臺(tái)放電平臺(tái)/ /電壓電壓/ /內(nèi)阻內(nèi)阻/ /倍率放電倍率放電性能性能可靠性性能可靠性性能高溫性能高溫性能/ /低溫性能低溫性能/ /循環(huán)壽命循環(huán)壽命/ /荷電保荷電保持及恢復(fù)能力持及恢復(fù)能力/ /高溫高濕高溫高濕/ /高溫貯存性高溫貯存性能能/ /跌落跌落/ /振動(dòng)撞擊振動(dòng)撞擊/ /溫度沖擊溫度沖擊/ /低氣壓低氣壓性能性能安全性能安全性能過充過充/ /短路短路/ /熱箱熱箱/ /過放電過放電/ /針刺針刺/ /擠

2、壓擠壓/ /重物沖擊重物沖擊/ /焚燒焚燒第2頁/共23頁1.1、電性能 容量 電池在一定放電條件下所能給出的電量稱為電池的容量，單位為(安培小時(shí))，簡(jiǎn)稱安時(shí)(Ah)或毫安時(shí)(mAh)。 標(biāo)稱容量、實(shí)際容量、比容量(mAh/g, mAh/L)。 放電平臺(tái) 鋰離子電池完全充電后，放電至3.6V時(shí)的容量記為C1，放電至3.0V時(shí)的容量記為C0，C1/C0稱為該電池之放電平臺(tái)。 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)放電平臺(tái)為70%以上，平臺(tái)放電時(shí)間42min。 放電倍率 電池容量除以1小時(shí)的電流稱為1C，大倍率放電時(shí)容量一般會(huì)比小倍率放電低。 注：容量、平臺(tái)、倍率性能可采用電池測(cè)試柜進(jìn)行檢測(cè)。第3頁/共23頁放電曲線圖 放電平

3、臺(tái)對(duì)數(shù)碼產(chǎn)品使用效果影響很大，當(dāng)數(shù)碼產(chǎn)品要求最低工作電壓為3.6V時(shí)，低于平臺(tái)電壓的部分容量就不能發(fā)揮作用。第4頁/共23頁倍率放電比較曲線 放電倍率越大，放電平臺(tái)電壓越低，放電能量會(huì)越小。第5頁/共23頁 電壓萬用表 開路電壓: 電池在開路狀態(tài)下的端電壓； 工作電壓: 電池接通負(fù)載后在放電過程中顯示的電壓，又稱放電電壓。 內(nèi)阻電池內(nèi)阻儀 電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻； 電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，在放電過程中會(huì)不斷變化，隨電壓降低而增大，但不是線性關(guān)系，主要原因是電池內(nèi)部的活性材料的組成結(jié)構(gòu)、電解液濃度和溫度都在不斷地改變。 電芯內(nèi)阻由下列三部分組成: 1、內(nèi)部材料的歐姆電阻；2、離子擴(kuò)散電阻；3

4、、界面電阻第6頁/共23頁1.2、可靠性性能測(cè)試項(xiàng)目國(guó)標(biāo)要求循環(huán)壽命300次(80%標(biāo)稱容量)高溫放電85%標(biāo)稱容量(55,4h)低溫放電70%標(biāo)稱容量(-20,24h)荷電保持及恢復(fù)4.1V，90%標(biāo)稱容量(28 days)高溫高濕80%標(biāo)稱容量(40,90%RH,48h)其它環(huán)境可靠性3.6V,無損傷、漏液、冒煙、爆炸現(xiàn)象第7頁/共23頁循環(huán)壽命檢測(cè)柜 1C充放電循環(huán)次數(shù)300500次(80%容量保持) 第8頁/共23頁高低溫放電性能檢測(cè)柜+高低溫箱 55環(huán)境下1C放電，容量85%25； -20環(huán)境下0.2C放電，容量70%25。 注：電池的高低溫性能跟電芯的材料，配方及結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系，

5、可通過對(duì)電芯內(nèi)部的傳導(dǎo)率的調(diào)整來滿足一些特殊環(huán)境溫度使用的要求。第9頁/共23頁1.3、安全性能注：除焚燒外，其它測(cè)試均要求電池不起火，不爆炸。測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試條件測(cè)試條件過充過充1C/4.8V1C/4.8V充電，充電，8h8h。(3C/5V,3C/10V)(3C/5V,3C/10V)短路短路小于小于50m50m的銅線短接正負(fù)極的銅線短接正負(fù)極熱箱熱箱130(1h), 150(30min)130(1h), 150(30min)過放過放外接外接3030電阻持續(xù)放電電阻持續(xù)放電24h24h針刺針刺3.12mm3.12mm鋼針鋼針1s1s內(nèi)穿透電池內(nèi)穿透電池?cái)D壓擠壓32mm32mm壓頭，壓力壓頭

6、，壓力17.2MPa17.2MPa重物沖擊重物沖擊15.8mm15.8mm鋼棒放于電池上，鋼棒放于電池上，9.1kg9.1kg重錘自重錘自600mm600mm高度自高度自由下落至電池縱軸面由下落至電池縱軸面焚燒焚燒篩網(wǎng)圍成直徑篩網(wǎng)圍成直徑0.61m0.61m圈，明火烤圈，明火烤第10頁/共23頁第二章、鋰離子電池測(cè)試標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱標(biāo)準(zhǔn)名稱GB/T18287-2000GB/T18287-2000蜂窩電話用鋰離子電池總規(guī)范蜂窩電話用鋰離子電池總規(guī)范YD1268-2003YD1268-2003移動(dòng)通訊手持機(jī)鋰電池及充電器的安全要求和試驗(yàn)方法移動(dòng)通訊手持機(jī)鋰電池及充電器的安全要求和試驗(yàn)方法

7、UL1642UL1642Standard for Lithium BatteriesStandard for Lithium BatteriesIEC61960IEC61960Secondary Lithium Cells and Batteries for Secondary Lithium Cells and Batteries for Portable Applications Portable Applications IEC60086IEC60086Safety Standard for Lithium BatteriesSafety Standard for Lithium Bat

8、teriesIEEE1625IEEE1625IEEE Standard for Rechargeable Batteries for IEEE Standard for Rechargeable Batteries for Portable ComputingPortable ComputingST/SG/AC.10/11ST/SG/AC.10/11UN Manual of Tests and CriteriaUN Manual of Tests and Criteria第11頁/共23頁第三章、Li-ion電池相關(guān)安全認(rèn)證 國(guó)際國(guó)內(nèi)關(guān)于鋰離子電池的安全認(rèn)證機(jī)構(gòu)及其標(biāo)準(zhǔn)： GB（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)） U

9、L（Underwriter Laboratory)美國(guó)安全認(rèn)證機(jī)構(gòu) CE（COMMUNATE EUROPIEA歐共體的縮寫）。表示該商品符合安全、衛(wèi)生、環(huán)保和消費(fèi)者保護(hù)等一系列歐洲指令的要求。證實(shí)該產(chǎn)品已通過了相應(yīng)的合格評(píng)定程序或制造商的合格聲明，是該產(chǎn)品被允許進(jìn)入歐盟市場(chǎng)銷售的“通行證” 企業(yè)內(nèi)部的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，一旦通過各個(gè)企業(yè)的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，表明具有向該企業(yè)供貨的能力，并基本達(dá)成供貨意向。如：MOTOROLA、DESAY(德賽）。第12頁/共23頁UL安全認(rèn)證的測(cè)試項(xiàng)目 UL（Underwriter Laboratory)在認(rèn)證過程中所要進(jìn)行的項(xiàng)目及其測(cè)試目標(biāo)值有： 短路測(cè)試。不爆炸，不著火，外部

10、溫度不超過150 過充測(cè)試。不爆炸，不著火。 過放測(cè)試。不爆炸，不著火。 擠壓測(cè)試。不爆炸，不著火。 重物沖擊測(cè)試。不爆炸，不著火。 高頻振蕩測(cè)試。不爆炸，不著火；不漏氣或漏液。 振動(dòng)測(cè)試。不爆炸，不著火；不漏氣或漏液。 熱沖擊測(cè)試。不爆炸，不著火。 溫度循環(huán)測(cè)試。不爆炸，不著火。不漏氣或漏液 低壓測(cè)試。不爆炸，不著火。不漏氣或漏液第13頁/共23頁GB要求的安全性能測(cè)試項(xiàng)目 GB（國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn))所規(guī)定進(jìn)行的安全性能測(cè)試項(xiàng)目： 短路測(cè)試。不爆炸，不著火，外部溫度不超過150 過充測(cè)試。不爆炸，不著火。 重物沖擊測(cè)試。不爆炸，不著火。允許變形。 振動(dòng)測(cè)試。無明顯損傷、漏液、冒煙、或爆炸，電池電壓不低

11、于N*3.6V 碰撞測(cè)試。無明顯損傷、漏液、冒煙、或爆炸，電池電壓不低于N*3.6V 熱沖擊測(cè)試。不爆炸，不著火。 恒定濕熱性能。不爆炸，不著火；不漏氣或漏液。第14頁/共23頁知名企業(yè)供應(yīng)商測(cè)試評(píng)估標(biāo)準(zhǔn) MOTOROLA（摩托羅拉）公司在開發(fā)供應(yīng)商時(shí)需要進(jìn)行的測(cè)試項(xiàng)目有： DESAY(德賽）公司在供應(yīng)商認(rèn)證評(píng)估時(shí)要求進(jìn)行的測(cè)試項(xiàng)目有：電性能電性能機(jī)械性機(jī)械性環(huán)境適應(yīng)性環(huán)境適應(yīng)性電壓機(jī)械撞擊測(cè)試熱沖擊測(cè)試內(nèi)阻振蕩測(cè)試濕度測(cè)試容量跌落測(cè)試不同溫度下的放電容量?jī)?chǔ)存容量保持率85下儲(chǔ)存48hrs下電性能電性能機(jī)械性機(jī)械性環(huán)境適應(yīng)性環(huán)境適應(yīng)性外觀及尺寸熱循環(huán)恒定濕熱性能點(diǎn)焊拉力針刺實(shí)驗(yàn)振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)、快速放

12、電容量重物沖擊碰撞荷電保持能力熱沖擊自由跌落循環(huán)壽命過充電內(nèi)阻短路高溫性能（552）低溫性能（-202）第15頁/共23頁第四章、失效模式 幾種失效模式： 容量低、循環(huán)壽命差、低電壓、內(nèi)阻過大、過充、內(nèi)部短路、外部短路 鋰電池失效分析的難點(diǎn)： (1)內(nèi)部材料體系較多，拆電池后難以保持不反應(yīng)，鑒別原因存在難度； 2)電池爆炸后只剩下燃燒的殘?jiān)?，證據(jù)不易倒追。 電池爆炸的實(shí)質(zhì)：短路或過充 失效分析的基本方法： 全面測(cè)試性能拆解電池材料分析第16頁/共23頁 產(chǎn)生原因： a.附料量偏少 b.極片兩面附料量相差較大 c.極片斷裂 d.電解液少 e.電解液電導(dǎo)率低 f.正極與負(fù)極配片未配好 g.隔膜孔隙率小 h.膠粘劑老化附料脫落 i.卷芯超厚（未烘干或電解液未滲透） j.分容時(shí)未充滿電 k.正負(fù)極材料比容量小容量低第17頁/共23頁產(chǎn)生原因：a.副反應(yīng)（電解液分解；正極有雜質(zhì)；有水）b.未化成好（SEI膜未形成完全）c.客戶的線路板漏電（指客戶加工后送回的電芯）d.客戶未按要求點(diǎn)焊（客戶加工后的電芯）e.毛刺f.微短路g.負(fù)極產(chǎn)生枝晶低電壓第18頁/共23頁內(nèi)阻高產(chǎn)生原因：a.負(fù)極片與極耳虛焊b.正極片與極耳虛焊c.