锂离子电池材料测试

锂离子电池材料测试

最直观的结构观察：扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）

1．扫描电镜（SEM）

由于电池材料的观察尺度在亚微米即几百纳米到几微米的范围，普通光学显微镜无法满足观察的需求，而更高放大倍数的电子显微镜则经常被用来观察电池材料。

扫描电子显微镜（SEM）是1965年发明的较现代的细胞生物学研究工具，主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态，即用极狭窄的电子束去扫描样品，通过电子束与样品的相互作用产生各种效应，其中主要是样品的二次电子发射。扫描电子显微镜可以观察到锂电材料的粒径大小和均匀程度，以及纳米材料自身的特殊形貌，甚至通过观察材料在循环过程中发生的形变我们可以判断其对应的循环保持能力好坏。如图1b所示，二氧化钛纤维具有的特殊网状结构能提供良好的电化学性能。

图1：（a）扫描电镜（SEM）的结构原理图；（b）SEM测试得到

的图片（TiO2的纳米线）

1．1 SEM扫描电镜原理：

如图1a所示，SEM是利用电子束轰击样品表面，引起二次电子等信号的发射，主要利用SE并放大、传递SE所携带的信息，按时间序列逐点成像，显像管上成像。

1．2 扫描电镜的特点：

⑴图象立体感强、可观察一定厚度的样

⑵样品制备简单，可观察较大的样

⑶分辨率较高，30～40?

⑷倍率连续可变，从4倍～～15万

⑸可配附件，进行微区的定量、定性分析

1．3 观察对象：

粉末、颗粒、块状材料都可以测试，测试前除保持干燥外，不需要特殊处理。主要用于观察样品的表面形貌、割裂面结构、管腔内表面的结构等。可直观反应材料的粒径尺寸特殊结构及分布情况。2．TEM透射电子显微镜

图2：（a）TEM透射电镜的结构原理图；（b）TEM测试照片（Co3O4

纳米片）

2．1 原理：主要利用入射电子束穿过样品，产生携带样品横截面内部的电子信号，并经多级磁透镜的放大后成像于荧光板，整幅像同时成立。

2．2 特点：

⑴样品超薄，h＜1000 ?

⑵二维平面像，立体感差

⑶分辨率高，优于2 ?

⑷样品制备复杂

2．3 观察对象：

在溶液中分散的纳米级材料，使用前需要滴在铜网上，提前制备并保持干燥。主要观察样品内部超微结构，HRTEM高分辨透射电镜可以观察到材料对应的晶格和晶面。如图2b所示，观察二维平面结构具有更好的效果，相对于SEM的立体感差，但可以具有更高的分辨率，观察到更细微的部分，，特殊的HRTEM甚至可以观察到材料的晶面和晶格等信息。

3．材料晶体结构测试：（XRD）X射线衍射仪技术

X射线衍射仪技术（X－ray diffraction，XRD）。通过对材料进行X 射线衍射，分析其衍射图谱，获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。X射线衍射分析法是研究物质的物相和晶体结构的主要方法。当某物质（晶体或非晶体）进行衍射分析时，该物质被X射线照射产生不同程度的衍射现象，物质组成、晶型、分子内成键方式、分子的构型、构象等决定该物质产生特有的衍射图谱。X射线衍射方法具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等优点。因此，X射线衍射分析法作为材料结构和成分分析的一种现代科学方法，已逐步在各学科研究和生产中广泛应用。

图3：（a）锂电材料的XRD光谱；（b）X射线衍射仪的原理结构

图

3．1 XRD原理：X射线衍射作为一电磁波投射到晶体中时，会受到晶体中原子的散射，而散射波就像从原子中心发出，每个原子中心发出的散射波类似于源球面波。由于原子在晶体中是周期排列的，这些散射球波之间存在固定的相位关系，会导致在某些散射方向的球面波相互加强，而在某些方向上相互抵消，从而出现衍射现象。每种晶体内部的原子排列方式是唯一的，因此对应的衍射花样是唯一的，类似于人的指纹，因此可以进行物相分析。其中，衍射花样中衍射线的分布规律是由晶胞的大小、形状和位向决定。衍射线的强度是由原子的种类和它们在晶胞中的位置决定。通过布拉格方程：2dsinθ＝nλ，我们可以获得不同材料通过使用固定靶材激发的X射线在特殊θ角位置产生特征信号，即PDF卡片上标注的特征峰。

3．2 XRD测试特点：

XRD衍射仪的适用性很广，通常用于测量粉末、单晶或多晶体等块体材料，并拥有检测快速、操作简单、数据处理方便等优点，是一个标标准准的“良心产品”。不仅仅可用于检测锂电材料，大部分晶体

材料都可以采用XRD测试其特定的晶型。图3a为锂电材料Co3O4所对应的XRD光谱，图上根据对应的PDF卡片标注了该材料的晶面信息。该图黑色对应块体材料结晶峰窄且高度明显，说明其结晶性很好。

3．3 测试对象及样品准备要求：

粉末样品或表面平整的块状样品。粉末样品要求磨匀，样品表面要铺平，减小测量样品的应力影响。

4．电化学性能（CV）循环伏安法和循环充放电

锂电池材料属于电化学范围，因而对应的一系列电化学测试必不可少。

CV测试：一种常用的电化学研究方法。该法控制电极电势以不同的速率，随时间以三角波形一次或多次反复扫描，电势范围是使电极上能交替发生不同的还原和氧化反应，并记录电流－电势曲线。根据曲线形状可以判断电极反应的可逆程度，中间体、相界吸附或新相形成的可能性，以及偶联化学反应的性质等。常用来测量电极反应参数，判断其控制步骤和反应机理，并观察整个电势扫描范围内可发生哪些反应，及其性质如何。对于一个新的电化学体系，首选的研究方法往往就是循环伏安法，可称之为“电化学的谱图”。本法除了使用汞电极外，还可以用铂、金、玻璃碳、碳纤维微电极以及化学修饰电极等。循环伏安法是一种很有用的电化学研究方法，可用于电极反应的性质、机理和电极过程动力学参数的研究。对于一个新的电化学体系，

首选的研究方法往往是循环伏安法。由于受影响因素较多，该法一般用于定性分析，很少用于定量分析。

图4：（a）可逆电极的CV循环图；（b）电池的恒电流循环充放电

测试

恒电流循环充放电测试：锂电材料组装成相应的电池之后，需要进行充放电进行循环性能的测试。充放电过程经常采用恒电流充放电的方式，以固定电流密度进行放电和充电，限制电压或比容量的条件，进行循环测试。实验室常用的有武汉蓝电和深圳新威两种测试仪，设置简单的程序后，即可测试电池的循环性能。图4b为一组锂电材料组装电池后的循环图，我们可以看到黑色bulk材料对应可以循环60圈，红色NS材料可循环超过150圈。

小结：锂电池材料的测试技术有很多，最为常见的有上述的SEM，TEM，XRD，CV和循环测试等。另外还有拉曼光谱（Raman），红外光谱（FTIR），X射线光电子能谱（XPS），以及电镜附件部分的能谱分析（EDS），电子能量损失谱（EELS），判断材料粒度及孔

隙率的BET比表面积测试法。甚至有些时候还能用到中子衍射和吸收谱（XAFS）等表征手段。

锂电池第一部强制性标准GB31241

国内颁布第一部有关锂离子电池安全性的强制性标准 中国做为全世界锂离子电池的第一生产国同时也是最大消费国之一，但却一直没有专门的强制性国家标准。无论是GB/T 18287-2013还是CIAPS0001-2014 《USB接口类移动电源》，这些都属于国家推荐标准或行业标准，对锂离子电池的制成并没强制性的约束。近日国家标准化委员会颁布了GB31241-2014《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》，该电池检测认证标准是国内第一部关于锂离子电池安全性的强制性标准，并定于2015.8.1.起正式实施。 （图1：截自国家标准化管理委员会2014年第27号中国国家标准公告） GB31241-2014《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》主要是针对不超过18kg 的预定可由使用人员经常携带的移动式电子产品，主要示例如下： （图2: 截自《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》（报批稿）） 与GB/T 18287-2013等标准相比，GB31241-2014更关注锂离子电池的安全性，除了GB/T18287要求的外部短路、过充、过放、低气压、温度循环、振动等测试项目外，还借签了IEC62133、UL1642及UL2054等国外标准的要求，增加了挤压测试、燃烧喷射、洗涤及阻燃测试等。与已有的GB/T 18287甚至IEC62133:2012相比，新国标在测试要求上更加严苛。具体测试项目如下：

电池型式试验项目电池组型式试验项目保护电路型式试验电池容量测试低气压过压充电保护常温外部短路温度循环过流充电保护高温外部短路振动欠压放电保护过充电加速度冲击过载保护 强制放电跌落短路保护 低气压应力消除耐高压 温度循环高温充电电压控制振动洗涤充电电流控制加速度冲击阻燃要求放电电压控制跌落过压充电放电电流控制 挤压过流充电充放电温度控制重物冲击欠压充电

锂电池安全标准 IEC

IEC62133 ed.2

目录 绝缘和布线测试 (2) 振动测试 (3) 高温环境模型外壳压力测试 (4) 温度循环测试 (5) 外部短路测试: (20?C ±5oC) (6) 外部短路测试: (55°C ± 5?C) (7) 自由跌落 (8) 机械冲击（冲击危害） (9) 热滥用测试 (10) 电芯挤压测试 (11) 低压测试: (12) 强制放电测试: (13) 恒压持续充电 (电芯) (14) 外部短路 (电芯) (15) 外部短路 (电池) (16) 电池的过充测试 (17) 电芯的强制内部短路测试 (18)

绝缘和布线测试 测试方法 有金属裸露表面且金属面不带电的电池，在绝缘阻抗测试仪输出500Vdc电压情况下，测量电池金属表面与正极端子间的绝缘阻抗，测量需持续一定时间，绝缘电阻测试电压典型作用时间为60秒。 测试结果 要求金属外壳电池和正极端子间绝缘电阻不大于等于5 M 。

振动测试 测试方法 样品做简单的谐振运动，振幅为0.76mm，最大位移1.52mm。频率以1Hz/min的速度在10Hz和55Hz之间变化。在每个震动方向上频率从10Hz到55Hz，然后从 55Hz返回10Hz，往返时间在90 5分钟内。测试完成1小时后检查电芯。 测试结果 要求样品没有泄露、起火、爆炸的迹象。

高温环境模型外壳压力测试 测试方法 完全充满电电池放在空气对流的烤炉中，烤炉温度为70?C ± 2?C。电池在烤炉中保持7小时，之后小心移出，恢复到室温(20?C ± 5?C)后检查。 测试结果 要求样品外壳没有变形或使内部组件暴露的物理弯曲。

锂离子电池的制备及性能测试

福州大学化学化工学院 本科实验报告 课程名称：综合化学实验 实验项目名称：锂离子电池的制备及性能测试实验室名称：六号楼206 学生姓名：陈世昌 学号：11S040902103 学生所在学院：化学化工学院 年级、专业：09级化学类 实验指导教师：郭永榔 2012年10 月8 日

一、实验目的 传统使用的小型可充电电池是镍镉电池，随着便携式电子产品对电池性能要求的不断提高，人们对环境意识的不断增强，对环境友好、性能更优良的绿色电源越来越迫切。与镍镉电池、金属氢化物电池、铅酸蓄电池及可充碱性电池等传统电池相比，可充锂离子电池能量密度大（约为镍镉电池的两倍），循环寿命长，工作电压高（3.6V），环境污染小，已经广泛应用于手机、计算机，便携式电子电器，数码产品等电源，有望成为动力车的理想动力电源。锂离子电池技术是 21 世纪具有战略意义的军民两用技术以及在电子信息、新能源、环境保护等重大技术领域发展中具有举足轻重的地位和作用，这对锂离子电池性能提出了更高的要求，因此对电池材料的开发改进仍然是当前的研究热点。 本实验研究目的： 1、了解可充锂离子电池的工作原理 2、了解电解质溶液的导电机理 3、掌握纽扣锂离子电池的电极材料、电极的制备工艺及纽扣锂离子电池的装配 4、掌握锂离子电池电性能的测试方法 二、实验试剂和仪器 1、实验仪器 管式气氛炉，行星式球磨机，真空干燥箱，真空手套箱，Land 电池充放电测试系统（与计算机连接），低温试验箱，真空泵，扣式电池封口机，电子天平，粉末压片机，玛瑙研钵，干燥器等。 2、试剂 高压氩气（瓶）， NH4VO3，LiOH·H2O，氢氧化钠，草酸，1mol/L LiPF6＋EC/DMC(体积比 1:1)电解液，粘结剂 PVDF，导电碳黑（CABOT），N－甲基吡咯烷酮（NMP），Celgard2325 隔膜，金属锂片，电池壳（CR2025），铝集流片，360 目砂纸等。试剂名称及分子式、厂家和纯度；主要仪器型号及厂家。 三、实验结果与讨论 1、将实验数据列成表格（如表1所示），标注条件。 表1 实验数据列表 序号姓名铝片重 /g 正极片 重/g 活性物 质重 /mg 理论容 量 (C/mAh ) 0.2C容 量/mAh 0.2C电 流/mA 开路电 压/V 活性物 质重 /mg 11 陈世昌0.0518 0.0534 1.6 0.3808 0.0762 0.076 3.5 1.36 12 陈世昌0.0544 0.0566 2.2 0.5236 0.1047 0.105 2.9 1.87 2、标出 XRD 图中各个峰所对应的晶面，通过对比 XRD 实验数据和标准图谱判断合成材料属何种物质和结构；

锂离子电池性能测试

华南师范大学实验报告 学生姓名:蓝中舜学号：20120010027 专业：新能源材料与器件勷勤创新班年级、班级：12新能源 课程名称：化学电源实验 实验项目：锂离子电池性能测试 实验类型：验证设计综合实验时间：2014年5月5日-17日 实验指导老师：马国正组员：黄日权郭金海 一、实验目的 1.熟悉、掌握锂离子电池的结构及充放电原理。 2.熟悉、掌握锂离子正极材料的制备过程及工艺。 3.熟悉、掌握锂离子电池的封装工艺及模拟电池测试方法。 二、实验原理 锂离子电池是指正负极为Li+嵌入化合物的二次电池。正极通常采用锂过渡金属氧化物 Li x CoO2，Li x NiO2或Li x Mn2O4，负极采用锂-碳层间化合物Li x C6。电解质为溶有锂盐LiPF6，LiAsF6，LiClO4等的有机溶液。溶剂主要有碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸二甲酯（DMC）和氯碳酸酯（CIMC）等。在充放电过程中，Li+在两极间往返嵌入和脱出，被形象的称之为“摇椅电池”。 锂离子电池充放电原理和结构示意图如下。 锂离子电池的化学表达式为： -）Cn|LiPF6-EC+DMC|LiM x O y（+ 其电池反应为： LiM x O y+nC Li1-x M x O y+Li x C n 本实验以高温固相法制备的尖晶石型LiMn2O4为正极材料，纯锂片为负极，制备扣式锂离子模拟电池，并对制备的扣式半电池进行充放电测试。 三、仪器与试剂 电化学工作站，蓝点测试系统、手套箱、电子天平、真空干燥箱、切片机、对辊机、鼓风干燥机 LiMn2O4、乙炔黑、PVDF、无水乙醇、电解液（1M LiPF6溶与体积比EC:DEC:EMC=1:1:1

IEC锂电池测试标准梳理

IEC锂电池测试标准梳理 评估测试项目 1（1）电性测试 测试项目充电状态电池条件温度评估测试方法标准 1．外部短路完全充电刚生产完的电池室温60℃通过电阻小于50mΩ的电线在两极短路6小时以上没有爆炸、没有着火的现象 2．强行放电完全充电刚生产完的电池正常室温按厂家推荐的电流强行深度放电计算容量的250%。*如果在测试过程中达到安全或保护功能，可以终止测试没有爆炸、没有着火的现象 3．连续充电完全放电刚生产完的电池正常室温按厂家推荐的方法充电，并在指定的电压持续28天没有爆炸、没有着火、没有裂开的现象的现象 过量充电完全放电刚生产完的电池正常室温按厂家推荐的电流充到计算容量的250%。*如果在测试过程中达到安全或保护功能，可以终止测试没有爆炸、没有着火的现象 5．大电流充电完全放电刚生产完的电池正常室温按厂家推荐的充电电流的3倍电流给电池充电至计算容量100%以上没有爆炸、没有着火的现象 1（2）Ⅰ机械性能测试 测试项目充电状态电池条件温度评估测试方法标准 1．振动完全充电或完全放电刚生产完的电池正常室温将电池在XYZ三个方向振动90至100分钟，振幅为0.8mm，频率为10HZ，频率的变化率为1HZ/min。测试后，完全放电电池将被充电到由厂家推荐的完全容量。没有爆炸、没有着火、没有变形的现象 2．加速度完全充电或完全放电刚生产完的电池正常室温以时间为单位加速在初始3毫秒里，平均加速度为75g(g为重力加速度单位)，到达顶峰时为125-175g。在每一个XYZ互相垂直的方向振动。测试后，完全放电电池将被充电到厂家推荐的容量。没有爆炸、没有着火、没有变形的现象 3．掉落完全充电或完全放电刚生产完的电池正常室温从1.9m高的地方自由掉落10次到水泥地面上。测试后，完全放电电池将被充电到厂家推荐的容量。没有爆炸、没有着火的现象 1（2）Ⅱ 测试项目充电状态电池条件温度评估测试方法标准 钉子穿过电池完全充电刚生产完的电池正常室温用直径2.5至5mm的钉子穿过电池的纵心轴*将钉子放入电池内6h。没有爆炸、没有着火的现象 5．挤压完全充电刚生产完的电池正常室温将电池放在两块扁铁板间以使电池的纵轴心与扁铁板平行，再给电池施加13kN的压力没有爆炸、没有着火的现象 6．撞击完全充电刚生产完的电池正常室温将一个圆柱形木棒（直径为7.9mm）越过电池顶部，与电池纵心轴垂直。9.1kg相当重量从61cm高度掉落下来。没有爆炸、没有着火的现象 7．10m掉落完全充电刚生产完的电池正常室温从10m高的地方任意将电池掉落到水泥地面上。没有爆炸、没有着火的现象 1（3）Ⅰ环境性能测试 测试项目充电状态电池条件温度评估测试方法标准 1．高温储存完全充电刚生产完的电池（a）在温度100℃的烤箱中储存5小时后将电池放在温度为20℃的地方放置24h(b)在60℃的烤箱中储存30天后将电池放置在温度20℃的地方24小时没有爆炸、没有着火的现象

锂电池保护板比较完整的性能测试

锂电池保护板比较完整的性能测试 一、管理IC（如TI、O2，MCU等）数据写入部份的: 1、I2C资料写入及核对，如O 2、DS、TI、及各家MCU方案等 2. 写入生产日期(当天日期)和系列号--- Write Serial Number and Manu date 备注：SMBUS,I2C，HDQ通信口等； A.Current/Voltage Offset 校正 B.Voltage Gain 校正及读值比较Voltage Calibration C.Temperature 校正及读值比较Temperature Calibration D. Current Gain 校正及读值比较--- Current Calibration ※二、基体特性部份: 3.开路电压测试：测量加载电压后，MOS管是否能正常打开； 4. 带载电压测试：测量保护板的带载能力，从而反应保护直流阻抗 5. VCC电压测量（芯片的工作电压是否正常） 6. 芯片的工作频率测量（芯片的工作晶振频率） 7. 导通电阻测量（MOS管及FUSE阻值测量）； 8. 识别电阻—IDR测量； 9. 热敏电阻---THR； 10. 正常状态的静态功耗电流&休眠静态功耗（sleep） 11、关断状态的（Shout Down）静态功耗电流； 三：保护特性部分测试： 12. 单节电池过充保护测试（COV）， A、保护下限：测试保护板是否提前保护，影响电池容量值； B、保护上限：测试保护板是否有保护，影响电池的安全性； C、保护延时间上、下限：保护延时间是否在设计范围； D、恢复测试：保护后，是否能恢复，关系电池能否再次使用问题。 13. 单节电池过放保护测试（CUV）； A、保护值上下限:一个是，电池能否放到最底值，容量能否完全放出来，一个是一定要保护，否则影响电池的寿命； B、保护延时间：保护延时间是否在设计范围， C、恢复值、恢复时间：保护后，是否能恢复，关系电池能否再次使用问题。 14. PACK电池过压保护测试（POV）保护值、保护延时间、恢复值、恢复时间（如果有测COV，POV不用测，一般比较不建议只测POV，因为总组的POV即使有保护，并不代表每一节的都能够保护，万一有某一节不保护了，那就很危险。） 15. PACK电池低压保护测试（PUV）；保护值、保护延时间、恢复值、恢复时间；原理同CUV,CUV有测CUV，可不测PUV，理由同POV； 16. 充电过流保护（OCCHG）； A、保护值上下限：电流太小，关系充电时间，电流过大，关系电池寿命； B、保护延时间：关系电池发热堪至烧保护板问题； C、恢复值、恢复时间：电池的再次使用； 17. 放电过流保护（OCDSG）； A、保护值上下限：显得优为重要，下限，不能提前保护，否则影响功率，车跑不快、电动工具转不动等，上限一定保护，不保护导至烧电机、电池发热等问题； B、保护延时间上下限:这个也比较重要，下限不保护，如果提前保护了，电动工具，会导致旋不紧；上限不保护，可能导致烧电机、电池发热等问题；

锂离子电池最新各种性能测试

锂离子电池最新各种性能测试 1 20℃放电性能测试 首先要进行预循环处理，在环境温度20±5℃的条件下,以0.2CA充电，当电池端电压达到充电限制电压4.2V（GB/T18287-2000规定）后，搁置0.5h~1h，再以0.2CA电流放电到终止电压2. 75V（GB/T18287-2000规定）。在20℃放电性能之前进行预循环处理，能有效激活电池的内部组织结构，给以下各项试验做准备。 在环境温度20±5℃的条件下，以0.2CA充电，当电池端电压达到充电限制电压4.2V后，改为恒压充电，直到充电电流小于或等于0.01CA，最长充电时间不大于8h，停止充电，这时，我们可以清晰的看到电脑仪器上显示出的充电示意图形。在充电过程中，一定要注意时间和充电电流的问题，充电电流达到或等于0.01CA即可，时间不易太长，一般都不超过8h。时间过长会造成过度充电，将会对锂离子电池中过多的锂离子硬塞进负极碳结构里去，这样其中一些锂离子再也无法释放出来，严重的会造成电池的损坏，会影响后面的试验数据结果。电池充电结束后，搁置0.5～1h在20±5℃的温度条件下，以0.2CA电流放电到终止电压2.75V，时间应不低于5小时。 上述充放电重复循环5次，当有一次循环符合GB/T18287-2000中4.2.1的规定放电到终止电压2.75V，时间应不低于5小时。该试验即可停止，有些电池在第一个循环放电时间和终止电压没有达到标准要求，这不意味着电池不合格，是因为电池中的一些聚合物质没被充分地激活，待到第二个循环后被激活，可能就会达到标准要求。 2 锂离子电池的高温性能试验（温度55±2℃） 高温性能试验是测试电池在高温的环境条件下的工作状态，由于在高温的条件下锂离子电池中的物质会发生很大变化，主要测试它的放电时间和安全性。电池按GB/T18287-2000中5.3.2.2条规定充电结束后，将电池放入55±2℃的高温箱中恒温2h，然后以1CA电流放电至终止电压，放电时间应符合标准4.3条规定，时间不小于51分钟，电池外观应无变形和爆炸现象，如有爆炸现象立即切断电源，把测试线从测试仪表上取下。此试验要严格控制好箱体温度，注意温度不易太高。 3 恒定湿热性能试验（温度40℃，相对湿度90%～95%，时间48h） 恒定湿热性能试验是测试电池在温度相对偏高，湿度较大的野外环境下的工作状态，电池按GB /T18287-2000中5.3.2.2条规定充电结束后，将电池放入40±2℃，相对湿度90%～95%的恒温恒湿箱中搁置48h后，将电池取出在环境温度20±5℃的条件下搁置2h，目测电池外观，应符合标准4.7.1的规定，再以1CA电流放电至终止电压，放电时间应符合标准4.7.1的规定不低于36mi n，电池外观应无明显变形、锈蚀、冒烟或爆炸。 4 振动试验 振动试验是测试电池在不平稳的有振幅的特殊条件下的工作状态。电池按GB/T18287-2000中5.3.2.2条规定充电结束后，将电池直接安装或通过夹具安装在振动台的台面上，按下面的振动频

锂电池评估测试项目

锂电池评估测试项目 电子标准网10-28 13:33 定义 完全充电：为达到厂家指定的计算容量，在厂家推荐的充电条件（包括电流、电压、温度、时间等）下，对电池充电。而且，电池的时间要求是在充电后的一个星期内。 完全放电：在由厂家推荐的放电条件下（包括电流、温度等），按指定的放电电压对对电池放电。而且电池的时间要求是在放电后的一个星期内。 刚生产完的电池：电池的要求是在生产后不到一个月，并且是接受少于XX充放循环。 电池周期：按厂家推荐条件对电池连续充电、放电，并且电池的放电容量已经在厂家指定计算容量下降了40%至60%。 室内温度：在测试中，室温是指20±5℃，这是平常房间里的温度，这个设定值是要基于要在一个简单的测试环境中。 爆炸：爆炸是指电池内部内质散射或是电池外壳部分被裂开而引起爆炸或损坏。 起火：起火是因电池内部自燃或灼烧引起的着火。 安全阀操作：安全阀操作的意思就是指在电池正常使用过程中排气（将电池内压释放到外界）。 变形：变形是指电池因外压或内压引起形状明显、可视的变形。 评估测试项目 （1）电性测试 测试项目充电状态电池条件温度评估测试方法标准 1．外部短路完全充电刚生产完的电池室温60℃通过电阻小于50mΩ的电线在两极短路6小时以上没有爆炸、没有着火的现象 2．强行放电完全充电刚生产完的电池正常室温按厂家推荐的电流强行深度放电计算容量的250%。*如果在测试过程中达到安全或保护功能，可以终止测试没有爆炸、没有着火的现象 3．连续充电完全放电刚生产完的电池正常室温按厂家推荐的方法充电，并在指定的电压持续28天没有爆炸、没有着火、没有裂开的现象的现象 4．过量充电完全放电刚生产完的电池正常室温按厂家推荐的电流充到计算容量的250%。*如果在测试过程中达到安全或保护功能，可以终止测试没有爆炸、没有着火的现象 5．大电流充电完全放电刚生产完的电池正常室温按厂家推荐的充电电流的3倍电流给电池充电至计算容量100%以上没有爆炸、没有着火的现象 （2）机械性能测试 测试项目充电状态电池条件温度评估测试方法标准 1．振动完全充电或完全放电刚生产完的电池正常室温将电池在XYZ三个方向振动90至100分钟，振幅为0.8mm，频率为10HZ，频率的变化率为1HZ/min。测试后，完全放电电池将被充电到由厂家推荐的完全容量。没有爆炸、没有着火、没有变形的现象 2．加速度完全充电或完全放电刚生产完的电池正常室温以时间为单位加速在初始3毫秒里，平均加速度为75g(g为重力加速度单位)，到达顶峰时为125-175g。在每一个XYZ 互相垂直的方向振动。测试后，完全放电电池将被充电到厂家推荐的容量。没有爆炸、没

电动工具锂离子电池的几个安全测试方法(正式)

编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 电动工具锂离子电池的几个安全测试方法(正式) Standardize The Management Mechanism To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号：KG-AO-7963-68 电动工具锂离子电池的几个安全测 试方法(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对管理机制、管理原则、管理方法以及管理机构进行设置固定的规范，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 现在电动工具的市场正慢慢变得庞大，电动工具用的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、重物撞击等安全测试，电池不起火，不爆炸。可以再电动工具中得到使用。 锂离子电池的安全测试 锂离子电池在电动工具中使用时都采用保护板对电池进行安全保护，但在实际使用时保护板不可能达到100%的可靠性。且还有可能碰到充电器故障或其他

种种意外。这就要求锂离子电池必须具有良好的滥用及意外情况的承受能力。我们在电动工具用磷酸亚铁锂锂离子电池开发过程中需对电池进行过充、短路、针刺、挤压、重物等项目的测试。 挤压测试：BE-6045 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。 重物撞击测试：BE-5066 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。 过充测试： 将电池用1C充满电，按照3C过充10V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

电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统测试规程

电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统测 试规程 电动汽车用锂离子动力电池包和系统测试规程 1范围 本标准规定了电动汽车用锂离子动力电池包和系统基本性能、可靠性和安全性的测试方法。 本标准适用于高功率驱动用电动汽车锂离子动力电池包和电池系统。 2规范性引用文件（其中的一部分） 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2423.4-2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db交变湿热（12h+ 12h循环）（IEC 60068-2- 30:2005,IDT ）

GB/T 2423.43-2008电工电子产品环境试验第2 部分：试验方法振动、冲击和类似动力学试验样品的安装（IEC 60068-2-47:2005,IDT） GB/T 2423.56-2006电工电子产品环境试验第2 部分：试验方法试验Fh:宽带随机振动（数字控制）和导则（IEC 60068-2-64:1993,IDT） GB/T 18384.1-2001电动汽车安全要求第1部分: 车载储能装置(ISO/DIS 6469-1:2000,EQV ) GB/T 18384.3-2001电动汽车安全要求第3部分: 人员触电防护(ISO/DIS 6469-3:2000,EQV ) GB/T 19596-2004 电动汽车术语 (ISO 8713:2002,NEQ) GB/T xxxx.1- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第1部分：一般规定(Road vehicles - En vir onmen tal con diti ons and testi ng for electrical and electronic equipment Part 1: Gen eral,MOD) GB/T xxxx.3- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分：机械负荷(Road vehicles - En vir onmen tal con diti ons and testi ng for electrical and electronic equipment Part 3: Mecha ni cal loads,MOD) GB/T xxxx.4- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条

锂电池性能测试简介

锂电池性能测试简介 充电及低公害。 各种先进电池中最被重视的商品化电池。所以在此以介绍锂离子电池为主。 可从 压 例。 止电压)又有[CV]的精准。 2.C-V曲线 C-V曲线是描充电池在充电、放电过程中电压及电容量间的关系。充电曲线能让工程师了解如何设计电池充电器，而放电曲线能使工程师在设计电路时正确的掌握电池的特性。例如最佳的工作电压、不同温度C-rate下的电池电容量。

我们也可从电池目前的电压对照C-V曲线：以斜率大小负值概略估算电池的残存容量(Residual Capacity)。因此C-V曲线是了解电池的重要工具。 2、分电池(Cell)性能测试 已组装之分电池，俗称单位电池（以下简称电池）。 在组装后静置8-12小时后为让电解液充份浸润极板，即依下列程序进行测试作 2.） 锂离子电池的化成：除了是使电池作用物质藉第一次充电转成正常电化学作用 钝化膜在锂离子电池的电化 商除将材 料及制程列为机密外化成条件也被列为该公司电池制造的重要机密。 相同于极板测试：将电池实际活化物总量换算理论电容量，以低C-rate C N。因此充、放电电流可以C-rate即C N的系数来表示其大小，关系如下式： I=M* C N I：充、放电电流大小(mA) M：倍率C-rate(hr-1) C N：N小时内完全放电的额定电容量(mAhr)

例如：电池之5小时率容量C5=300mAhr，则C-rate为0.5之充、放电电流大小 将是： I=M* C5=(0.5 hr-1)*(300mAhr)=150mA 电池化成过程中会有大量的能量耗损，最可能是用于钝化膜的形成。 3.电池电容量测试 再依下列步骤 容量在初期会有减少的情形。电池的放电电容量自0.753mA向下减少。待电池电化 有些化成程序亦包含了数十次的充放电 4. 3到520 5.自放电率测试 选取化2到37日放电一 采取积分记录。 于第28

锂电池安全测试项目方案

锂电池安全测试项目方案 目前针对锂离子电池的安全检测标准在不断的更新中，但其基本安全检测模式已经成型，各种常见的检测项目也已被广泛接纳和采用。在安全检测项目中，每个检测项目都模拟了一种用户在使用过程中可能会发生的误（滥）用情况。如过充电测试模拟的是保护电路板失效的情况。由于模拟的情况不同，锂离子电池各个安全测试项目的难度显然是不同的。根据摩尔实验室（MORLAB）的以往检测经验，过充电、150℃热冲击、针刺、挤压、高温短路、重物冲击等是经常发生失效（Fail）的项目。 由于内容设计面较多，因此我们将分期介绍并分析各种锂电池测试项目的相关程序、标准要求、失效原因以及对应的解决方案。本期我们主要讲一下锂电池的热冲击测试项目。热冲击： 以CTIA 关于符合IEEE1725标准的认证程序为例，其中与热冲击有关的条款： Section 4、2：Test Procedure:5 cells at80% +/-5%SOC to be placed in oven at ambient temperature、 The oven temperature shall be ramped at52C per minute to1502 C、 After10 minutes at1502C, the test is complete、Compliance: No fire, smoke, explosion or breaching of the cell is allowed within t he first10 minutes、 Venting is permitted、 Section 4、50： Test Procedure:5 fully charged cells (per cell manufactures specifications) shall be suspended (no heat transfer allowed to non-integral cell components) in a gravity convection or circulating air oven at ambient temperature、 The oven temperature shall be ramped at52C per minute to1302

锂离子电池材料测试

锂离子电池材料测试 最直观的结构观察：扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM） 1．扫描电镜（SEM） 由于电池材料的观察尺度在亚微米即几百纳米到几微米的范围，普通光学显微镜无法满足观察的需求，而更高放大倍数的电子显微镜则经常被用来观察电池材料。 扫描电子显微镜（SEM）是1965年发明的较现代的细胞生物学研究工具，主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态，即用极狭窄的电子束去扫描样品，通过电子束与样品的相互作用产生各种效应，其中主要是样品的二次电子发射。扫描电子显微镜可以观察到锂电材料的粒径大小和均匀程度，以及纳米材料自身的特殊形貌，甚至通过观察材料在循环过程中发生的形变我们可以判断其对应的循环保持能力好坏。如图1b所示，二氧化钛纤维具有的特殊网状结构能提供良好的电化学性能。

图1：（a）扫描电镜（SEM）的结构原理图；（b）SEM测试得到 的图片（TiO2的纳米线） 1．1 SEM扫描电镜原理： 如图1a所示，SEM是利用电子束轰击样品表面，引起二次电子等信号的发射，主要利用SE并放大、传递SE所携带的信息，按时间序列逐点成像，显像管上成像。 1．2 扫描电镜的特点： ⑴图象立体感强、可观察一定厚度的样 ⑵样品制备简单，可观察较大的样 ⑶分辨率较高，30～40? ⑷倍率连续可变，从4倍～～15万 ⑸可配附件，进行微区的定量、定性分析 1．3 观察对象： 粉末、颗粒、块状材料都可以测试，测试前除保持干燥外，不需要特殊处理。主要用于观察样品的表面形貌、割裂面结构、管腔内表面的结构等。可直观反应材料的粒径尺寸特殊结构及分布情况。2．TEM透射电子显微镜

电池安全检测测试标准及设备模板

锂电池安全检测项目有: 热循环测试、短路测试、冲击测试、压缩测试、燃烧颗粒测试、针刺测试、火烤测试、低压试验、振动测试、潮湿测试 UL1642安全标准(锂电池) 东莞贝尔试验设备有限公司( ) 前言 本标准含有覆盖UL规定的大类的产品的基本要求。 这些要求基于合理的工程原理, 研究和试验结论以及现场经验, 而且参考了制造商、用户、检查机构和其它一些有专业经验的机构或人士的意见。 A.遵守本标准的要求是制造商在制造产品时应具备的一个基本条件。 B.产品仅能书面满足本标准条文规定不足以断定满足本标准, 比如: 当检测和试验时, 发现其它特征不满足本标准安全水平的要求。 C.产品采用的材料或结构与本标准技术要求不符的不能认为符合本标准。如果该产品采用的材料或由采用不同于本标准所列的结构形成; 但性能能够符合标准要求的, 有可能断定符合本标准。 D.UL在执行客户的安全测试要求时, 并不承诺为客户的产品负责, UL只是依据当前水平考虑到的一些实际安全限制及要求为产品提供一个专业的判断。UL对产品造成的危害不承担义务。 E.许多本标准的测试由于其固有的危险性, 必须有足够的人身及财产安全防护措施。

简介 1.领域 1.1这些要求包括一次( 不可重复充电) 和二次( 可重复充电) 锂电池。 这些电池包括金属Li或Li合金, 或Li离子, 以及单芯、两个或两个以上多芯串/并联结构的电池组。 1.2这些要求包括技师可更换的和用户可更换的应用。 1.3这些要求目的是降低锂电池在用于产品时着火或爆炸的危险。这些电池能否接受并依赖于她们能否满足所应用的完整产品应符合的要求。 1.4这些要求也倾向于降低用户更换的Li电池因着火或爆炸而对人身造成的危害。 1.5这些要求覆盖含Li量≤5g的技师更换型锂电池, 对于含Li大于5g的锂电池, 即使能满足本规定, 仍需进一步测试和检查以确定是否能够应用。 1.6这些要求覆盖含金属锂≤4g而每个电芯含金属锂≤1g的用户更换型锂电池。电池含金属锂量＞4g或每个电芯金属锂量＞1g需要求做进一步测试和验证以确定能否实际应用。 1.7本要求不包括食入锂电池及其组成物造成的有毒危害,也不包括当电池被切开时对人造成的伤害情况。 1.8产品的某些特征、特性或零部件、材料或整个系统与本标准

国际常用锂离子电池检测标准有那些

国际常用锂离子电池检测标准有那些? 1.IEC/EN62133：2003 Secondary cells ａnd batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes –Safety requirements for portable sealed secondary cells, ａnd for batteries made from them, for use in portable applications含碱性或非酸性电解液的单体蓄电池（电芯）和蓄电池组：便携式蓄电芯及使用其制造的电池、便携应用的安全要求 2.IEEE1725：2006及CTIA认证程序IEEE Standard for Rechargeable Batteries for Cellular Telephones 移动电话用可充电电池标准。Certification Requirements for Battery System Compliance to IEEE 1725 CTIA符合IEEE1725电池系统的证明要求 3.IEEE1625：2008 IEEE Standard for Rechargeable Batteries for Multi-Cell Mobile Computing Devices 移动计算机用可充电电池标准 4.IEC 61960：2003/EN 61960：2004 Secondary cells ａnd batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes –secondary lithium cells ａnd batteries for portable applications 含碱性或非酸性电解液的单体蓄电池（电芯）和蓄电池组：便携式锂单体蓄电池（电芯）和锂蓄电池组 5.韩国KPS认证主要测试标准。 UN 38.3 -2003 UN Recommendations on the Transport of

矿灯用锂离子蓄电池安全性能检验规范(最新版)

( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 矿灯用锂离子蓄电池安全性能 检验规范(最新版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

矿灯用锂离子蓄电池安全性能检验规范 (最新版) 1范围 本检验规范规定了矿灯用锂离子蓄电池的术语和定义、安全性能要求、试验方法及检验规则。 本检验规范适用于矿灯用锂离子蓄电池(以下简称电池)。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 GB/T2900.11-1988蓄电池名词术语(eqvIEC486：1986)

ISO/IEC导则51安全性部分-标准中包含的方针 3术语和定义 GB/T2900.11-1988和ISO/IEC导则51中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1 锂离子蓄电池lithium-ionbattery 由一个或多个单体锂离子蓄电池及附件组合而成，并且可以作为电源使用的组合体。包括外壳、极端并且可能含有电子保护装置。 3.2 充电限制电压limitedchargevoltage 按制造商规定，电池由恒流充电转入恒压充电时的电压值。 3.3 终止电压finalvoltage 规定放电终止时电池的负载电压，其值由制造商规定。 3.4 泄漏leakage

锂电池国标测试

标准锂离子电池的测试要求 GB/T18287_2000 标准锂离子电池的测试要求 1 范围 本规范规定了蜂窝电话用锂离子电池的定义、要求、测试方法、质量评定程序及标志、包装、运输、贮存。本规范适用于蜂窝电话用锂离子电池(以下简称电池)。 2 引用标准 以下标准所包含的条文，通过在本规范中引用而构成本规范的条文。 本规范出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修改，使用本规范的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB191-1990 包装储运图示标志 GB/T 2828-1987 逐批检查计数抽样程序及抽样表(适用于连续批的检查) GB/T 2829-1987 周期检查计数抽样程序及抽样表(适用于生产过程稳定性的检查) GB/T 2900.11-1988 蓄电池名词术语(eqv IEC60486:1986) 3 定义 本规范采用GB/T 2900.11中的规定的术语和下列定义. 3.1蜂窝电话用锂离子电池lithium-ion battery for cellular phone 指由一只或多只锂离子单体蓄电池及附件组合而成的，用于蜂窝电话的电池。 3.2 充电限制电压limited charge voltage 按生产厂规定，电池由恒流充电转入恒压充电时的电压值。 3.3 额定容量rated capacity

生产厂标明的电池容量，指电池在环境温度为20℃±5℃条件下，以5h率放电至终止电压时所应提供的电量，用C5表示，单位为Ah(安培小时)或mAh(毫安小时)。 3.4 标称电压nominal voltage 用以表示电池电压的近视值。 3.5 终止电压cut-off voltage 规定放电终止时电池的负载电压，其值为n×2.75V(锂离子单体电池的串联只数用“n”表示，下同)。

锂离子电池充放电安全检测设计

锂离子电池充放电安全检测设计 手机的锂离子电池充电安全性日益受到消费者重视，因此充电器制造商在设计产品时，须掌握锂离子电池的相关规格和特性，并使用具备完善电池检测及保护功能的充电芯片，以降低过电流、过电压或过温等状况所造成的危险。 随着科技进步、生活质量提升，电子产品的踪迹到处可见，其中又以手机为人类生活中不可或缺的必需品。不论是早期黑金刚手机或现今功能强大的智能手机，皆需要电源才能运作。 早期手机的电池主要有二种，一是镍氢、镍镉电池，二是锂离子电池，但现在使用镍氢、镍镉电池来做为电源的手机，已经是非常的少见，绝大部分都是使用锂离子电池，尤其消费者希望手机待机时间更长，且体积要更小，所以镍氢、镍镉电池已经慢慢不能符合消费者的期望而被淘汰。虽然镍氢、镍镉电池在价格以及替代电池取得的便利性优于锂离子电池，在其他电子产品上仍旧可看到镍氢、镍镉电池的踪迹；但是，在体积、重量及容量方面，镍氢、镍镉电池皆不如锂离子电池，所以现今标榜着轻薄短小的电子产品，几乎都是使用锂离子电池。 智能型手机因其功能强大、屏幕耗电量大，更是需要电池容量大及电力更耐久的锂离子电池。当手机电池电量不足时，使用者通常会以充电器或搭配一组移动电源随时对电池进行充电。 体积/容量兼具锂离子电池为电子产品首选 充电电池依其材质的不同可分为四类：铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池。

表1 充电电池比较表 由表1优缺点看来，镍镉、镍氢及锂离子电池较适合使用在电子产品上；而锂离子电池无论是在体积、重量及容量(电子产品的使用时间)较优于镍镉、镍氢电池，也无记忆效应的问题，所以锂离子电池在电子产品使用上似乎方便许多。 延长使用寿命锂离子电池充/放电压成关键 一般来说，锂离子电池会有电性安全的范围限制。由于锂离子电池的特性，当电池电压在充电时上升到最高设定电压后，要立即停止充电，避免电池因过充电造成电池损毁而产生危险；电池供电(放电)时，电池电压如果降至最低设定电压以下便要停止放电，避免因过放电而降低使用寿命。 此外，为确保电池使用上的安全，锂离子电池还必须要加装短路保护，以避免发生危险；即使大多数的锂离子电池都有加装保护电路，然而在选择优质的充电器或移动电源时，这仍然是一项重要的考量因素。

实验一锂电池碱性电池和镍氢电池的性能测试.

1 实验一锂电池、碱性电池和镍氢电池的性能测试 一、实验的基本原理 1. 锂电池的电极反应 （1）二次锂电池的电极反应 Positive electrode: LiFePO4 + e - = Li+ + Fe2++ PO43- Negative electrode: Lix C - e- = x Li + +C Overall reaction: LiFePO4 + Lix C = x Li + + C + LiFePO4 [E = 3.8 V] Fig. 1 Charge and discharge of lithium battery （2）一次锂电池的电极反应 Positive electrode: MnO2 + e- = MnO2 Negative electrode: Li - e- = Li+ Overall reaction: MnO2 + Li = LiMnO2 [E = 3.5 V] 2. 碱性锌锰干电池总反应

Positive electrode: 2MnO2 + H2O + 2e- = Mn2O 3 +2OH- Negative electrode: Zn + 2OH? → ZnO + H2O + 2e? Overall reaction: Zn + 2MnO2 = ZnO + Mn2O 3 [E = 1.5 V] 3.镍氢二次电池的电极反应 Positive electrode：NiOOH + H2O + e- → Ni(OH2 + OH- Negative electrode：MH + OH- → M + H2O + e- Overall reaction: MH + NiOOH → M + Ni(OH2 [E = 1.2 V] 二、仪器和材料 2 1．仪器CorreTest CS350