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锂离子电池性能

来源:Mastervolt蓄电池 发布时间:2023-04-23 21:49:16 点击:
1、电气性能:

(1)额定容量:0.5C放电,单体电池放电时间不小于2h,电池组放电时间不小于108min(95%);

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

(3)低温放电容量:-20℃0.5C放电,单体电池或电池组放电时间不小于72min(60%);

(4)高温放电容量:55℃下0.5C放电,单体电池放电时间不小于104min(95%),电池组放电时间不小于108min(90%);

(5) 电荷保持和恢复能力:充满电室温放置28天,电荷保持放电时间不小于96min(80%),电荷恢复放电时间不小于108min(90%) ;

(6) 储存性能:储存测试的单体电池或电池组应选用生产日期不超过3个月的电池,储存前充电50%至60%的容量,环境温度40℃±5℃ ,相对湿度为45%~75%的环境贮存90天。存放期满后,取出电池组,以0.2C充满电静置1小时,然后以0.5C恒流放电至终止电压。以上试验可重复3次,放电时间不少于72min(60%);

(7)循环寿命:电池或电池组以0.2C充电,以0.5C放电。放电容量连续两次小于72min(60%)时停止试验。单体电池循环寿命不低于600次。组团循环寿命不低于500次;

(8)高温保质期:应选用生产日期小于三个月的单体电池进行高温保质期测试。搁置前先充50%±5%的容量,然后在环境温度55℃±2℃的条件下放置7天。7天后取出电池,在20℃±5℃的环境温度下放置2~5h。先将电池以0.5C放电至终电压,0.5h后以0.2C充电,然后静置0.5h,再以0.5C恒流放电至终电压,将此容量作为恢复能力。以上步骤为一周循环,直至某一周放电时间小于72min(60%)时,测试结束。保质期不少于56天(8周为一个周期)。


2、安全性能

(1​​) 连续充电:单体电池以0.2ItA恒流充电。当单体电池端电压达到充电极限电压时,改为恒压充电,并维持28天。破裂,不起火,不爆炸(相当于充满电漂浮)。

(2)过充:用恒流电压源以3C恒流对单体电池充电。电压达到10V后,转为恒压充电,直至电池爆炸或着火或充电时间为90min或电池表面温度稳定(45min以内温差小于或等于2℃时停止充电) ,电池不应着火或爆炸(3C10V);用稳压源对电池组以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,直至电池组充电停止爆炸或着火,

(3)强制放电(反向充电):先将单体电池以0.2ItA的恒流放电至终止电压,再以1ItA的电流对电池进行反向充电。要求充电时间不少于90min,电池不应着火。不要爆炸;将电池组的单体电池中的一个放电至终电压,其余为充满电的电池,然后以1 ItA恒流放电至电池组电压为0V,停止放电,电池应不接起火或爆炸。

(4)短路测试:单体电池外部短路90分钟,或电池表面温度稳定(45分钟内温差≤2℃)停止短路,外部电路电阻应小于50mΩ ,电池不应着火或爆炸;正负极用电阻小于0.1Ω的铜线连接至电池组电压小于0.2V或电池组表面温度稳定(45分钟内温差小于等于2°C),电池不应着火或爆炸


3. 机械性能

(1)挤压:将单体电池置于两个挤压平面的中间,逐渐增加压力至13kN,圆柱电池的挤压方向垂直于圆柱轴的纵轴,方形电池挤压出电池的宽边和窄边。每个电池只能接受一次挤压。试验结果应符合4.1.2.1的要求。将直径15cm的钢棒放在电池组上,分别在电池组的宽边和窄边挤压电池组,挤压至电池组原尺寸的85%,并保持5分钟。每个电池组只接受一次挤压。

(2)针刺:将单体电池置于钢制夹具中,用φ3mm~φ8mm的钢钉从垂直于电池极板的方向(钢针留在电池内)刺入90min,或从电池板表面刺入。电池温度稳定后停止测试(45min内温差≤2℃)。

(3)重物撞击:将单体电池置于刚性平面上,在电池中心放置一根直径为15.8mm的钢棒。钢棒的纵轴与平面平行,使9.1kg的重量从610mm算起。高度自由落在电池中心的钢棒上;当单体电池为圆柱形时,冲击方向垂直于圆柱面的纵轴;单体电池为方形时,一定要撞击电池的宽边和窄边,每个电池都能接受冲击。

(4) 机械冲击;电池或电池组应刚性固定(此方法可支撑电池或电池组的所有固定面),将电池或电池组固定在测试设备上。在相互垂直的三个方向上各承受同等冲击力。至少一个方向必须垂直于电池或电池组的宽面,每次冲击按如下方式进行:前3ms内,最小平均加速度为735m/s2,峰值加速度应在1225 m/s2 和 1715 m/s2。

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

(6) 自由落体:将单体电池或电池组从600mm(最低点高度)的位置落到水泥地上一块20mm厚的硬木板上,XYZ三个方向各一次。自由落体结束后。


4、环境适应性

(1)高温烘烤:将单体电池放入高温防爆箱内,以(5±2℃)/min的升温速率升温至130℃,并保持在此温度下放置 10 分钟。

(2) 高温储存:将单体电池或电池组置于75±2℃的烘箱中48h。电池不应漏液、泄漏、爆裂、着火或爆炸。

(3) 低气压:(UL标准)。


锂电池对各组成材料的要求主要有:

1、对正负极材料的要求

• 正极电位偏正,负​​极电位偏负

• 活性高(反应快)

• 活性物质应在电解液中稳定,自溶率低

• 活性物质导电性好,电阻低

• 生产容易,资源丰富


2. 导电剂的选择

• 优异的导电性

• 化学成分稳定,吸水率低,易于储存

• 使用方便

市场上最好的导电剂是日本的Ketjenblack(科琴超导炭黑)系列超导剂,如Ketjenblack ECP和Ketjenblack ECP600JD。大多数日本制造商使用这种导电剂。科琴超导炭黑主要由上海特瑞科化学科技有限公司供应。


3. 对电解液的要求

• 导电率高,扩散效率好,粘度低

• 化学成分稳定,挥发性低,易于储存

• 正负极活性物质可在电液中长期保持稳定

• 使用方便

目前电解液存在的突出问题

• 正负极相容性。

• 随着电压的升高,电解液分解产生气体,使内部压力升高,导致电池的气灾损坏,电池工作温度升高时溶剂的抗氧化能力降低。


4. 对隔膜的要求

• 具有良好的稳定性

• 具有一定的机械强度和抗弯曲能力,并具有抗枝晶穿透能力

• 吸水性好,孔径和孔隙率符合要求

• 使用方便


5. 要求对于外壳

• 机械强度高,可承受一般冲击

• 具有抗工艺腐蚀能力