電池的性能分析

三、電池的性能

**1、電性能： **

（1） 額定容量 ： 0.5C放電，單體電池放電時(shí)間不低于2h，電池組放電時(shí)間不低于108min（95%）；

（2）1C放電容量 ：1C放電，單體電池放電時(shí)間不低于57min（95%），電池組放電時(shí)間不低于54min（90%）；

（ 3）低溫放電容量 ：-20℃下0.5C放電，單體或電池組放電時(shí)間均不低于72min（60%）；

（4） 高溫放電容量 ：55℃下0.5C放電，單體電池放電時(shí)間不低于104min（95%），電池組放電時(shí)間不低于108min（90%）；

（5） ** 荷電保持及恢復(fù)能力** ：滿電常溫下擱置28天，荷電保持放電時(shí)間不低于96min（80%），荷電恢復(fù)放電時(shí)間不低于108min（90%）；

（6） 儲(chǔ)存性能： 進(jìn)行貯存試驗(yàn)的單體電池或電池組應(yīng)選自生產(chǎn)日期不足3個(gè)月的，貯存前充50％～60％的容量，在環(huán)境溫度40℃±5℃，相對(duì)濕度45％～75％的環(huán)境貯存90天。貯存期滿后取出電池組，用0.2C充滿電擱置1h后，以0.5C恒流放電至終止電壓,上述試驗(yàn)可重復(fù)測(cè)試3次，放電時(shí)間不低于72min（60%）；

（7） 循環(huán)壽命 ：電池或電池組采用0.2C充電，0.5C放電做循環(huán)，當(dāng)連續(xù)兩次放電容量低于72min（60%）時(shí)停止測(cè)試，單體電池循環(huán)壽命不低于600次，電池組循環(huán)壽命不低于500次；

（8） 高溫?cái)R置壽命 ：應(yīng)選自生產(chǎn)日期不足三個(gè)月的單體電池的進(jìn)行高溫?cái)R置壽命試驗(yàn)，進(jìn)行擱置前應(yīng)充入50%±5%的容量，然后在環(huán)境溫度為55℃±2℃的條下擱置7天。7天后將電池取出，在環(huán)境溫度為20℃±5℃下擱置2～5h。先以0.5C將電池放電至終止電壓，0.5h后按0.2C進(jìn)行充電，靜置0.5h 后，再以0.5C恒流放電至終止電壓，以此容量作為恢復(fù)容量。以上步驟為1周循環(huán)，直至某周放電時(shí)間低于72min（60%）,試驗(yàn)結(jié)束。擱置壽命不低于56天（8周循環(huán)）。

2、安全性能

（1） 持續(xù)充電 ：將單體電池以0.2ItA恒流充電，當(dāng)單體電池端電壓達(dá)到充電限制電壓時(shí)，改為恒壓充電并保持28d，試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)不泄漏、不泄氣、不破裂、不起火、不爆炸（相當(dāng)于滿電浮充）。

（2） 過充電： 將單體電池用恒流穩(wěn)壓源以3C恒流充電，電壓達(dá)到10V后轉(zhuǎn)為恒壓充電，直到電池爆炸或起火或充電時(shí)間為90min或電池表面溫度穩(wěn)定（45min內(nèi)溫差≤2℃）時(shí)停止充電，電池應(yīng)不起火、不爆炸（3C10V）；將電池組用穩(wěn)壓源以0.5ItA恒流充電，電壓達(dá)到n×5V（n為串聯(lián)單體電池?cái)?shù)）后轉(zhuǎn)為恒壓充電，直到電池組爆炸或起火或充電時(shí)間為90min或電池組表面溫度穩(wěn)定（45min內(nèi)溫差≤2℃）時(shí)停止充電，電池應(yīng)不起火、不爆炸。

（3） 強(qiáng)制放電（反向充電） ：將單體電池先以0.2ItA恒流放電至終止電壓，然后以1ItA電流對(duì)電池進(jìn)行反向充電，要求充電時(shí)間不低于90min，電池應(yīng)不起火、不爆炸；將電池組其中一只單體電池放電至終止電壓，其余均為充滿電態(tài)的電池，再以1ItA恒流放電至電池組的電壓為0V時(shí)停止放電，電池應(yīng)不起火、不爆炸。

（4） 短路測(cè)試 ：將單體電池經(jīng)外部短路90min，或電池表面溫度穩(wěn)定（45min內(nèi)溫差≤2）時(shí)停止短路，外部線路電阻應(yīng)小于50mΩ，電池應(yīng)不起火、不爆炸；將電池組的正負(fù)極用小于電阻0.1Ω的銅導(dǎo)線連接直至電池組電壓小于0.2V或電池組表面溫度穩(wěn)定（45min內(nèi)溫差≤2℃），電池應(yīng)不起火、不爆炸

3、機(jī)械性能

（1） 擠壓 ：將單體電池放置在兩個(gè)擠壓平面中間，逐漸增加壓力至13kN，圓柱形電池?cái)D壓方向垂直于圓柱軸的縱軸，方形電池?cái)D壓電池的寬面和窄面。每只電池只能接受一次擠壓。試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合4.1.2.1的規(guī)定。在電池組上放一直徑為15cm的鋼棒對(duì)電池組的寬面和窄面擠壓電池組，擠壓至電池組原尺寸的85%，保持5min，每個(gè)電池組只接受一次擠壓。

（2） 針刺 ：將單體電池放在一鋼制的夾具中，用φ3mm～φ8mm的鋼釘從垂直于電池極板的方向貫穿（鋼針停留在電池中），持續(xù)90min，或電池表面溫度穩(wěn)定（45min內(nèi)溫差≤2℃）時(shí)停止試驗(yàn)。

（3） 重物沖擊 ：將單體電池放置于一鋼性平面上，用直徑15.8mm的鋼棒平放在電池中心，鋼棒的縱軸平行于平面，讓重量9.1kg的重物從610mm高度自由落到電池中心的鋼棒上；單體電池是圓柱形時(shí)，撞擊方向垂直于圓柱面的縱軸；單體電池是方形時(shí)，要撞擊電池的寬面和窄面，每只電池只能接受一次撞擊。

（4） ** 機(jī)械沖擊** ；將電池或電池組采用剛性固定的方法（該方法能支撐電池或電池組的所有固定表面）將電池或電池組固定在試驗(yàn)設(shè)備上。在三個(gè)互相垂直的方向上各承受一次等值的沖擊。至少要保證一個(gè)方向與電池或電池組的寬面垂直，每次沖擊按下述方法進(jìn)行：在最初的3ms內(nèi)，最小平均加速度為735m/s ^2^ ，峰值加速度應(yīng)該在1225 m/s^2^和1715 m/s^2^之間。

（5） ** 振動(dòng)** ：將電池或電池組直接安裝或通過夾具安裝在振動(dòng)臺(tái)面上進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)。試驗(yàn)條件為頻率10Hz～55Hz，加速度29.4 m/s ^2^ ，XYZ每個(gè)方向掃頻循環(huán)次數(shù)為10次，掃頻速率為1oct/min。

（6） 自由跌落 ：將單體電池或電池組由高度（最低點(diǎn)高度）為600mm的位置自由跌落到水泥地面上的20mm厚的硬木板上，從XYZ三個(gè)方向各一次。自由跌落結(jié)束后。

**4、環(huán)境適應(yīng)性 **

（1） ** 高溫烘烤** ：將單體電池放入高溫防爆箱中，以（5±2℃）/min升溫速率升溫至130℃，在該溫度下保溫10min。

（2） ** 高溫儲(chǔ)存** ：將單體電池或電池組放置在75±2℃的烘箱中擱置48h，電池應(yīng)，應(yīng)不泄漏、不泄氣、不破裂、不起火、不爆炸。

（3） 低氣壓 ：（UL標(biāo)準(zhǔn)）。

鋰電池對(duì)各組成部份物質(zhì)的要求 ：

**1. 對(duì)正負(fù)極物質(zhì)的要求 ** ：

? 正極電位超正，負(fù)極電位越負(fù)

? 活性要高（反應(yīng)快）

? 活性物質(zhì)在電解液中要穩(wěn)定，自溶速度要小

? 活性物質(zhì)要有良好的導(dǎo)電性能，電阻小

? 便于生產(chǎn)，資源豐富

2. 導(dǎo)電劑的選擇：

? 有優(yōu)異的的導(dǎo)電性

? 化學(xué)成份穩(wěn)定，吸水性小，易貯存

? 便于使用

目前市場上最好的導(dǎo)電劑是日本的Ketjenblack（科琴超導(dǎo)碳黑）系列超級(jí)導(dǎo)電劑，如

果Ketjenblack ECP和Ketjenblack ECP600JD。日本的產(chǎn)家大都采用這種導(dǎo)電劑。

科琴超導(dǎo)碳黑主要由上海翠科化工科技有限公司供應(yīng)。

**3. 對(duì)電解液的要求 **

? 電導(dǎo)率高，擴(kuò)散效率好，粘度低

? 化學(xué)成份穩(wěn)定，揮發(fā)性小，易貯存

? 正負(fù)極活性物質(zhì)在電液中能長期保持穩(wěn)定

? 便于使用

電解液目前存在的突出問題

? 與正負(fù)極的相容性。

? 隨電壓升高，電解質(zhì)溶液分解產(chǎn)生氣體，使內(nèi)壓增大，導(dǎo)致對(duì)電池空難性的破壞以

及升高電池工作溫度時(shí)溶劑的抗氧化能力較低。

**4. 對(duì)隔膜要求 **

? 有良好的穩(wěn)定性

? 具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和抗彎曲能力，有抗拒枝晶穿透能力

? 吸水性良好，孔徑、孔率符合要求

? 便于使用

**5. 對(duì)外殼要求 **

? 有較高的機(jī)械強(qiáng)度，承受一般的沖擊

? 具有耐工藝腐蝕的能力