动力锂离子电池检测方法及标准

动力锂离子电池电池检测标准和方法报告人:周景豪2018-9-06内容大纲一、引言二、单体、模块检验标准及方法三、动力电池包检测标准及方法一、引言1.1锂离子电池应用与发展凡是能用电的设备基本上都能用上！！一、引言1.2锂离子电池相关术语蓄电池单体蓄电池模块额定容量额定能量开路电压平台电压内阻恒流充电恒流放电循环充电截止电压充电截止电流自放电率放电下限电压1.3锂离子电池性能指标——产品质量的优劣一、引言二、单体、模块检验标准及方法之检验标准GB/T31484-2015电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法GB/T31485-2015电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法GB/T31486-2015电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法QC/T743电动汽车用锂离子蓄电池（旧）QC/T741-2015《车用超级电容器》GB/T18333.2-2015《电动道路车辆用锌空气蓄电池》银隆新能源股份有限公司《企业标准》2.1单体、模块检验标准二、单体、模块检验标准及方法之电性能检验方法1）容量：额定容量、室温放电容量2）测试设备：电池测试柜3）测试方法：室温条件下，电池以企业规定的标准充电方式充电后（银隆以1C恒流充电至截止电压，再标准放电，记录放电容量。4）要求：不低于额定容量,且不超过额定容量的110%。所有测试对象初始容量极差不大于初始容量平均值的5%（模块7%）。注：参照标准GB/T31486《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》2.2放电容量二、单体、模块检验标准及方法之电性能检验方法注：参照标准GB/T31486《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》电池测试柜图2.3倍率测试1）模块倍率放电测试方法：能量型：3C（≤400A）功率型：8C（≤400A）2）测试设备：电池测试柜3）要求：能量型90%；功率型80%；模组80%银隆单体：10C充电10C放电DischargeCrateDishcargeTime(min)DischargeCapacity(mAh)Procent(%)InitialVoltage(V)AverageVoltage(V)0.2C374.813421004.1683.8830.5C148.31349100.54.1543.8591C73.2133899.74.1313.8242C36131998.34.0923.7725C14128495.73.9683.6467C9.8125993.83.8933.57410C6.7122391.13.6923.22315C4.21155863.6713.245注：参照标准GB/T31486《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》二、单体、模块检验标准及方法之电性能检验方法2.4高温放电测试1）测试设备：电池测试柜、高温箱2）测试方法：55℃±2℃搁置5h，1C放电3）要求：其放电容量应不低初始容量的90%银隆：其放电容量应不低初始容量的100%注：参照标准GB/T31486《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》二、单体、模块检验标准及方法之电性能检验方法高温烘箱及测试图片注：参照标准GB/T31486《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》二、单体、模块检验标准及方法之电性能检验方法2.5低温充放电测试1）测试设备：电池测试柜、可程式高低温箱2）测试方法：-20℃±2℃搁置24h，1C放电3）要求：其放电容量应不低初始容量的70%银隆：-40℃、-20℃可充放电、注：参照标准GB/T31486《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》二、单体、模块检验标准及方法之电性能检验方法2.6常温荷电保持自放电率：电池在开路状态下，所储存的电量在一定条件下的保持能力。容量恢复能力：完全充电的电池在一定温度下储存一定时间后，再完全充电，其后放电容量与初始容量之比。注：参照标准GB/T31486《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》1）测试设备：电池测试柜2）测试方法：满电状态下常温存储28天后，测试电池电压、内阻、容量。3）要求：其保持容量应不低初始容量的85%；恢复≥90%其恢复容量应不低于初始的95%。影响因素：电池的制造工艺、材料、储存条件等因素。项目编号初始保持容量恢复容量容量Ah容量Ah初始容量比%容量Ah初始容量比%1#36.75636.58999.537.1931012#37.37737.35999.937.755101二、单体、模块检验标准及方法之电性能检验方法2.7高温荷电保持2）测试方法：满电状态下55℃存储7天后，测试电池电压、内阻、容量。1）测试设备：电池测试柜，高温箱3）要求：其保持容量应不低初始容量的85%；其恢复容量应不低于初始的95%。注：参照标准GB/T31486《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》项目电芯编号测试前测试后保持容量恢复容量电压V内阻mΩ容量Ah电压V内阻mΩ容量Ah初始容量比%容量Ah初始容量比%1#2.54190.2535.1962.50430.2434.6679835.2711002#2.59660.2135.5442.53640.2035.0939935.589100二、单体、模块检验标准及方法之电性能检验方法2.8存储2）测试方法：半电状态，常温90天存储1）测试设备：电池充放电机3）要求：其容量恢复不低于初始容量的90%注：参照标准GB/T31486《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》项目编号测试前初始测试后恢复容量电压V内阻mΩ容量Ah电压V内阻mΩ容量Ah初始容量比%107121GCF007109#2.22220.2436.3192.21540.2836.369100107121GCG005036#2.22820.2435.8172.22030.2735.811100二、单体、模块检验标准及方法之电性能检验方法2.9耐振动性2）测试方法：以1/3C电流放电；上下振动；振动频率：10Hz~55Hz；最大加速度：30m/s2；扫频10次；振动时间3h1）测试设备：振动机、电池充放电测试柜3）要求：不允许出现放电电流锐变、电压异常、蓄电池壳变形、电解液溢出等异常现象，并保持连接可靠、结构完整注：参照标准GB/T31486《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》二、单体、模块检验标准及方法之电性能检验方法2.10常温循环2）测试方法：RT，1C充放500周。1）测试设备：电池充放电机3）要求：容量保持率不得低于初始容量的90%注：参照标准GB/T31486《电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》银隆：容量保持率不得低于初始容量的99%二、单体、模块检验标准及方法之循环性能检验方法2.11工况循环寿命注：参照标准GB/T31486《电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》二、单体、模块检验标准及方法之循环性能检验方法2.12高温循环注：参照标准GB/T31486《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》2）测试方法：55℃±2℃，1C充放500周。1）测试设备：电池充放电机3）银隆：容量保持率不得低于初始容量的98%二、单体、模块检验标准及方法之循环性能检验方法2.13电池电性能及循环测试结果的影响因素注：参照标准GB/T31486《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》测试环境（测试温度、湿度）数据软件采集数据异常设备充放电流异常测试人员因素二、单体、模块检验标准及方法之影响因素某品牌召回4.3万台笔记本锂电池某笔记本锂电池出问题：召回11万余台某移动电源无故爆炸某电动汽车半年5次起火二、单体、模块检验标准及方法之可靠性测试注：参考标准GB/T31485《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》。二、单体、模块检验标准及方法之可靠性测试注：参考标准GB/T31485《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》。序号项目对象要求1过充电单体/模组应不爆炸、不起火2过放电应不爆炸、不起火、不漏液3短路应不爆炸、不起火4跌落应不爆炸、不起火、不漏液5挤压应不爆炸、不起火6温度循环应不爆炸、不起火、不漏液7低气压应不爆炸、不起火、不漏液8加热应不爆炸、不起火9海水浸泡应不爆炸、不起火10针刺应不爆炸、不起火模块进行安全测试时，其总电压应不低于单体电池的5倍，其额定容量不低于20Ah。2.14过充电注：参考标准GB/T31485《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》。安全测试如未有特殊规定，均需要在满电状态下进行测试。过充电：锂离子电池过充时一方面损坏正极结构，影响寿命；另一方面析出锂枝晶，引起安全问题。理论上，Li-ion电池在一定倍率的恒流恒压下充电，当充电至上限截止电压，充电的状态仍在进行，即被视为过充。过充可能导致漏液、变形、起火，随着充电的加深，电压达到一定程度会引起爆炸，是损害电池性能的主要原因之一。二、单体、模块检验标准及方法之可靠性测试2.14过充电1）测试设备：动力电池测试柜、防爆箱2）测试方法：以1I1（A）电流恒流充电至企业技术条件中规定的终止电压的1.5倍或充电时间达1h后停止充电；3）要求：应不爆炸、不起火注：参考标准GB/T31485《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》。安全测试如未有特殊规定，均需要在满电状态下进行测试。某LFP电池过充电后照片LTO电池过充电曲线及照片过充电测试设备二、单体、模块检验标准及方法之可靠性测试2.15过放电注：参考标准GB/T31485《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》。安全测试如未有特殊规定，均需要在满电状态下进行测试。•电池在一定倍率下恒流放电，当电池电压达到放电终止电压时，放电状态仍在继续，即为过放。•过放可能导致漏液、零电压以及负电压，是损害电池性能的主要原因之一。•在电池外部加PCB板或在充电器中设计保护线路或时限装置来防止过放。二、单体、模块检验标准及方法之可靠性测试2.15过放电1）测试设备：动力电池测试柜；2）测试方法：1I1（A）电流放电90min；3）要求：应不爆炸、不起火、不漏液。过放电测试设备过放电测试设备过放电测试后照片注：参考标准GB/T31485《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》。安全测试如未有特殊规定，均需要在满电状态下进行测试。二、单体、模块检验标准及方法之可靠性测试2.16短路注：参考标准GB/T31485《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》。安全测试如未有特殊规定，均需要在满电状态下进行测试。造成电池短路有哪些因素？会造成什么样的后果？如何预防？外部导体直接连接电池的正负极；组装时电池外部冲击力导致内部（微）短路；内部结构存在不良（如极粉刺刺破隔膜后正负极相接）Li-ion电池外部短路时可能导致外壳变形、漏液、起火，甚至爆炸。因为内部电解液温度上升，从而引起内部气压上升，内压升高会冲破电池的安全阀，如果安全阀失效就会导致爆炸。二、单体、模块检验标准及方法之可靠性测试2.16短路1）测试设备：短路测试机；2）测试方法：将电池经外部短路10min，外部线路电阻应小于5mΩ；3）要求：应不爆炸、不起火。电池短路测试设备电池短路后测试照片注：参考标准GB/T31485《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》。安全测试如未有特殊规定，均需要在满电状态下进行测试。二、单体、模块检验标准及方法之可靠性测试2.17挤压1）测试设备：大电池挤压针刺试验机；2）测试方法：挤压方向：垂直于电芯极板；挤压板形式:半径75mm的半圆柱体，半圆柱体的长度大于被挤压电芯的尺寸；挤压速度：（5±1）mm/s；挤压程度：电芯电压变为0V或变形量达到30%或挤压力达到200kN后停止挤压；3）要求：应不爆炸、不起火。注：参考标准GB/T31485《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》。安全测试如未有特殊规定，均需要在满电状态下进行测试。挤压测试设备电池挤压测试照片二、单体、模块检验标准及方法之可靠性测试2.18针刺注：参考标准GB/T31485《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方