鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:700次 | 2022年03月25日
測(cè)試鋰離子電池安全性的方法
鋰離子電池,以及由非用戶更換型電池/鋰離子電池與其電子產(chǎn)品組成的整體樣品。對(duì)于非用戶更換型電池,應(yīng)將其安裝在電子產(chǎn)品中作為整體樣品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)中的鋰離子電池環(huán)境安全試驗(yàn);對(duì)于非用戶更換型鋰離子電池,可以將其置于電子產(chǎn)品中作為整體樣品,也可以單獨(dú)將鋰離子電池取出,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)中的鋰離子電池環(huán)境安全試驗(yàn),推薦優(yōu)先選擇作為整體樣品進(jìn)行測(cè)試。由于試驗(yàn)過程中可能會(huì)出現(xiàn)泄氣、冒煙、著火甚至爆炸,因此必需采取必要的防護(hù)措施,如樣品放置在具有防爆功能的通風(fēng)裝置中。
1、低氣壓
試驗(yàn)?zāi)康模旱蜌鈮涸囼?yàn)是用來模擬空運(yùn)過程中的低氣壓條件對(duì)鋰離子電池安全性的影響,試驗(yàn)后樣品應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。儀器設(shè)備:如真空箱(或低氣壓試驗(yàn)箱)、充放電測(cè)試儀等。
2、溫度循環(huán)
試驗(yàn)?zāi)康模轰囯x子電池溫度循環(huán)試驗(yàn)是用來模擬鋰離子電池在運(yùn)輸或貯存過程中,反復(fù)暴露在低溫和高溫環(huán)境下,鋰離子電池的安全性,試驗(yàn)是利用迅速和極端的溫度變化進(jìn)行的。試驗(yàn)后樣品應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。儀器設(shè)備:如溫度試驗(yàn)箱、充放電測(cè)試儀等。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
恒溫恒濕箱測(cè)試設(shè)備
3、振動(dòng)
試驗(yàn)?zāi)康模罕驹囼?yàn)?zāi)M運(yùn)輸、攜帶過程中的振動(dòng)不應(yīng)導(dǎo)致鋰離子電池發(fā)生漏液、起火和爆炸等安全問題。儀器設(shè)備:如振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)、充放電測(cè)試儀等。
注意事項(xiàng):鋰離子電池振動(dòng)試驗(yàn)需要注意以下幾點(diǎn):(1)樣品的固定方式,既要保證振動(dòng)信號(hào)準(zhǔn)確地傳遞到樣品上,又不能使樣品發(fā)生變形;(2)每個(gè)樣品需要連續(xù)多次承受不同方向的振動(dòng)試驗(yàn);(3)關(guān)于試驗(yàn)方向,由于鋰離子電池的形狀可能為不規(guī)則形狀,需要對(duì)3個(gè)相互垂直方向都進(jìn)行試驗(yàn)。此外,需注意鋰離子電池振動(dòng)試驗(yàn)后還需要進(jìn)行一次放電充電循環(huán)。(建議振動(dòng)時(shí)應(yīng)使用專用的夾具,確保振動(dòng)過程不出現(xiàn)樣品移位導(dǎo)致G值改變等現(xiàn)象)。
4、加速度沖擊
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
試驗(yàn)?zāi)康模轰囯x子電池加速度沖擊試驗(yàn)是模擬鋰離子電池?cái)y帶或運(yùn)輸過程中遇到加速度沖擊后不應(yīng)引起著火、爆炸或漏液等安全問題。儀器設(shè)備:如加速度沖擊試驗(yàn)臺(tái)、充放電測(cè)試儀等。
注意事項(xiàng):鋰離子電池加速度沖擊試驗(yàn)需要注意以下幾點(diǎn):(1)鋰離子電池加速度沖擊試驗(yàn)同鋰離子電池振動(dòng)試驗(yàn)類似,需要注意樣品的固定方式、每個(gè)樣品多次試驗(yàn)、試驗(yàn)方向。(2)鋰離子電池加速度沖擊試驗(yàn)的峰值加速度的注意事項(xiàng)同電池的加速度沖擊試驗(yàn)。(3)此外,需注意鋰離子電池加速度試驗(yàn)后還需要進(jìn)行一次放電充電循環(huán)。
5、跌落
對(duì)圓柱型和紐扣型鋰離子電池兩個(gè)端面各跌落一次,圓柱面跌落兩次,共計(jì)進(jìn)行四次跌落試驗(yàn);對(duì)方型鋰離子電池每個(gè)面各跌落一次,共進(jìn)行六次試驗(yàn);對(duì)非用戶更換型電池/鋰離子電池進(jìn)行帶設(shè)備的跌落試驗(yàn),設(shè)備每面跌落一次。樣品應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。
試驗(yàn)?zāi)康模罕驹囼?yàn)?zāi)M運(yùn)輸、攜帶、使用過程中的意外跌落(如從長椅、桌面及手中跌落)不應(yīng)導(dǎo)致鋰離子電池發(fā)生漏液、起火和爆炸等安全問題。本試驗(yàn)是模擬合理、可預(yù)見的意外跌落,不考慮人為的、故意的、不合理的及不可預(yù)見的跌落引發(fā)的安全問題。儀器設(shè)備:如多自由度試驗(yàn)臺(tái)、充放電測(cè)試儀等。
跌落試驗(yàn)機(jī)
注意事項(xiàng):鋰離子電池跌落試驗(yàn)需要注意以下幾點(diǎn):(1)每個(gè)樣品需要連續(xù)多次承受不同方向的跌落試驗(yàn);(2)需要采取必要的措施保證試驗(yàn)方向的準(zhǔn)確性,并該措施還不應(yīng)影響自由落體運(yùn)動(dòng);(3)鋰離子電池跌落試驗(yàn)條件也考慮了實(shí)際使用過程中的意外跌落,因此對(duì)于某些鋰離子電池需要進(jìn)行1.5m的跌落試驗(yàn);此外,需注意鋰離子電池跌落還需要進(jìn)行一次放電充電循環(huán)。
6、應(yīng)力消除
模壓或注塑成形的熱塑性外殼的結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證外殼材料在釋放由模壓或注塑成形所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力時(shí),該外殼材料的任何收縮或變形均不會(huì)暴露出內(nèi)部零部件。樣品外殼不應(yīng)發(fā)生導(dǎo)致內(nèi)部組成暴露的物理形變。
試驗(yàn)?zāi)康模簯?yīng)力消除試驗(yàn)是模擬鋰離子電池在承受適當(dāng)?shù)母邷睾笸鈿け3滞暾缘哪芰?。儀器設(shè)備:如高溫試驗(yàn)箱等。
注意事項(xiàng):應(yīng)力消除試驗(yàn)需要注意以下幾點(diǎn):(1)僅對(duì)模壓或注塑成形的熱塑性外殼的鋰離子電池進(jìn)行本試驗(yàn);(2)試驗(yàn)前先將試驗(yàn)箱升溫至70℃±2℃然后再將樣品放入試驗(yàn)箱而不是將樣品放入后再升溫,試驗(yàn)后是將樣品取出恢復(fù)至室溫而不是在試驗(yàn)箱內(nèi)將恢復(fù)室溫;(3)如樣品在試驗(yàn)過程中發(fā)生著火、爆炸等使外殼破壞,也判為不合格。(建議取樣品時(shí)應(yīng)使用夾子等工具,以免燙傷,同時(shí)應(yīng)將試驗(yàn)后的樣品放置在專用的防爆箱中,擱置兩個(gè)小時(shí)以上。)
7、高溫使用
樣品在高溫條件下使用應(yīng)具有足夠的安全性。通過以下高溫使用試驗(yàn)來檢驗(yàn)其是否合格:將滿電樣品置于高溫試驗(yàn)箱內(nèi),試驗(yàn)箱內(nèi)溫度設(shè)為制造商規(guī)定的鋰離子電池的充電上限溫度和放電上限溫度、電池的充電上限溫度和放電上限溫度及80℃中的最大值。待樣品表面溫度穩(wěn)定后,保持7h。
樣品應(yīng)滿足以下要求之一:(1)切斷電路,且不起火、不爆炸、不漏液;(2)未切斷電路,在高溫試驗(yàn)過程中的充放電方法繼續(xù)進(jìn)行一次放電充電循環(huán),樣品應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。
試驗(yàn)?zāi)康模罕驹囼?yàn)?zāi)M鋰離子電池在高溫環(huán)境中使用時(shí)的安全性。例如將處于待機(jī)或車載充電狀態(tài)的手機(jī)遺忘于長時(shí)間暴露在陽光下的汽車內(nèi)。儀器設(shè)備:如高溫試驗(yàn)箱、充放電測(cè)試儀等。
注意事項(xiàng):鋰離子電池高溫試驗(yàn)需要注意以下幾點(diǎn):(1)高溫保持時(shí)間7h以樣品表面溫度平衡后開始計(jì)時(shí),若進(jìn)行一次放電充電循環(huán)的時(shí)間大于7h,可將高溫試驗(yàn)時(shí)間延長至本次充放電循環(huán)結(jié)束;(2)試驗(yàn)溫度的選擇是選擇鋰離子電池的充電上限溫度(如40℃)和放電上限溫度(如55℃)、電池的充電上限溫度(如45℃)和放電上限溫度(如60℃及80℃中的最大值,一般情況下:鋰離子電池的充電上限溫度≤電池的充電上限溫度<80℃,鋰離子電池的放電上限溫度≤電池的放電上限溫度<80℃,因此試驗(yàn)溫度一般選為80℃。(3)由于試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣流動(dòng)會(huì)加速熱傳遞,從而引起充放電過程中電池表面熱量流失,因此可能需要采取降低風(fēng)速等方式盡量減少對(duì)樣品的影響。
8、結(jié)語
鋰離子電池越來越多地運(yùn)用到通訊、交通、照明等各個(gè)領(lǐng)域,以其獨(dú)特的適用性,便利性越來越受大眾歡迎,然而鋰離子電池的安全方面一直受人詬病,在安全試驗(yàn)方面一直警醒著我們,要認(rèn)真踏實(shí)地對(duì)待,以上是安全測(cè)試方面的一些淺見,供讀者諸君探討。
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