锂电池安全性能测试方法探讨

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1、锂电池安全性能测试方法探讨　　摘要：为安全使用和处理锂电池，国家标准民用锂电池安全通用要求的要求，对锂电池测试，确保安全使用。锂电池的控制和监测是通过电池的保护和控制电路（BMS）来实现的。在实际BMS的研发和测试时，需要模拟可控的电芯来仿真电池的不同工作状态，评估BMS的保护和控制性能。本文分析了锂电池性能测试方法，并探讨了提高锂离子电池安全性能的措施。　　关键词：锂电池；安全性能；测试方法；措施　　锂电池技术成熟，质量安全有保障，推动了锂电产业的迅猛发展。为安全使用和处理锂电池，国家标准民用锂电池安全通用要求的要求，对锂

2、电池测试，确保安全使用。如何通过严格可靠的测试，控制并保证锂电池的安全运行并提升其工作寿命，不仅是从事锂电池开发和生产的工程师面对的挑战，也同样是对产品设计工程师在选用电池和设计产品用电特性时，需要充分考虑的问题。锂电池的控制和监测是通过电池的保护和控制电路（BMS）来实现的。在实际BMS的研发和测试时，需要模拟可控的电芯来仿真电池的不同工作状态，评估BMS的保护和控制性能。　　一、锂电池性能测试方法5　　目前，环保型锂电池各国也在致力开发，这类环保的锂离子电池具有比功率大、自放电小，比能量高、充电效率高、无环境污染、工作温

3、度宽等特点，比起因污染问题逐渐退出市场的镍镉电池，逐渐占领了主导的地位。这类电池可通过过充、短路、针刺、挤压、高温高湿、重物撞击等安全测试，电池不起火、不爆炸即可，以下是具体的方法：　　（1）过充测试：将锂电池用1C充满电，在按照3C过充进行过充试验，当电池过充时电压上升到一定电压时稳定一段时间，接近一定时间时电池电压快速上升，当上升至一定限度时，电池高帽拉断，电压跌至0V，电池没有起火、爆炸即可。　　（2）短路测试：将电池充满电后用电阻不大于50mΩ的导线将电池正负极短路，测试电池的表面温度变化，电池表面最高温度为140℃

4、，电池盖帽拉开，电池不起火、不爆炸即可。　　（3）自放电测试。锂电池的自放电测试为：一般采用24小时自放电来快速测试其荷电保持能力，将电池以0.2C放电至3.0V，恒流恒压1C充电至4.2V，截止电流：10mA，搁置15分钟后，以1C放电至3.0V测其放电容量C1，再将电池恒流恒压1C充电至4.2V，截止电流100mA，搁置24小时后测1C容量C2，C2/C1100%应大于99%。　　（4）针刺测试：将充满电的电池放在一个平面上，用直径3mm的钢针沿径向将电池刺穿。测试电池不起火、不爆炸即可。　　（5）IEC标准循环寿命测试

5、。IEC规定锂电池标准循环寿命测试为：电池以0.2C3.0V/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。5　　（6）挤压测试：将充满电的电池放在一个平面上，由油压缸施与13+1KN的挤压力，由直径为32mm的钢棒平面挤压电池，一旦挤压压力到达最大停止挤压，电池不起火，不爆炸即可。　　（7）振动实验测试。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

6、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。　　（8）高温高湿测试。锂电池高温高湿测试为：（国家标准）将电池1C恒流恒压充电到4.2V，截止电流10mA，然后放入（402），相对湿度为90%-95%的恒温恒湿箱中搁置48h后，将电池取出在（205）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（205）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

7、环次数不多于3。　　（9）内压测试。锂电池内压测试为：（UL标准）模拟电池在海拔高度为15240m的高空（低气压11.6kPa）下，检验电池是否漏液或发鼓.具体步骤：将电池1C充电恒流恒压充电到4.2V，截止电流10mA，然后将其放在气压为11.6Kpa，温度为（203）的低压箱中储存6小时，电池不会爆炸，起火，裂口，漏液。　　（10）重物撞击测试：将电池充满电后，放置在一个平面上，将直径15.8mm的钢柱垂直置于电池中心，将重量9.1kg的重物从610mm的高度自由落到电池上方的钢柱上，电池不起火、不爆炸即可。　　（11）

8、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。5　　二、提高锂离子电池安全性能的措施　　（1）强加电芯整体安全设计。电芯是将电池各种物质组合起来的纽带，是正极、负极、隔膜、极耳和包装膜等结构的集成，电芯结构设计不但影响