电池的性能分析

三、电池的性能

**1、电性能： **

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

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

（ 3）低温放电容量 ：-20℃下0.5C放电，单体或电池组放电时间均不低于72min（60%）；

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

（5） ** 荷电保持及恢复能力** ：满电常温下搁置28天，荷电保持放电时间不低于96min（80%），荷电恢复放电时间不低于108min（90%）；

（6） 储存性能： 进行贮存试验的单体电池或电池组应选自生产日期不足3个月的，贮存前充50％～60％的容量，在环境温度40℃±5℃，相对湿度45％～75％的环境贮存90天。贮存期满后取出电池组，用0.2C充满电搁置1h后，以0.5C恒流放电至终止电压,上述试验可重复测试3次，放电时间不低于72min（60%）；

（7） 循环寿命 ：电池或电池组采用0.2C充电，0.5C放电做循环，当连续两次放电容量低于72min（60%）时停止测试，单体电池循环寿命不低于600次，电池组循环寿命不低于500次；

（8） 高温搁置寿命 ：应选自生产日期不足三个月的单体电池的进行高温搁置寿命试验，进行搁置前应充入50%±5%的容量，然后在环境温度为55℃±2℃的条下搁置7天。7天后将电池取出，在环境温度为20℃±5℃下搁置2～5h。先以0.5C将电池放电至终止电压，0.5h后按0.2C进行充电，静置0.5h 后，再以0.5C恒流放电至终止电压，以此容量作为恢复容量。以上步骤为1周循环，直至某周放电时间低于72min（60%）,试验结束。搁置寿命不低于56天（8周循环）。

2、安全性能

（1） 持续充电 ：将单体电池以0.2ItA恒流充电，当单体电池端电压达到充电限制电压时，改为恒压充电并保持28d，试验结束后，应不泄漏、不泄气、不破裂、不起火、不爆炸（相当于满电浮充）。

（2） 过充电： 将单体电池用恒流稳压源以3C恒流充电，电压达到10V后转为恒压充电，直到电池爆炸或起火或充电时间为90min或电池表面温度稳定（45min内温差≤2℃）时停止充电，电池应不起火、不爆炸（3C10V）；将电池组用稳压源以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，直到电池组爆炸或起火或充电时间为90min或电池组表面温度稳定（45min内温差≤2℃）时停止充电，电池应不起火、不爆炸。

（3） 强制放电（反向充电） ：将单体电池先以0.2ItA恒流放电至终止电压，然后以1ItA电流对电池进行反向充电，要求充电时间不低于90min，电池应不起火、不爆炸；将电池组其中一只单体电池放电至终止电压，其余均为充满电态的电池，再以1ItA恒流放电至电池组的电压为0V时停止放电，电池应不起火、不爆炸。

（4） 短路测试 ：将单体电池经外部短路90min，或电池表面温度稳定（45min内温差≤2）时停止短路，外部线路电阻应小于50mΩ，电池应不起火、不爆炸；将电池组的正负极用小于电阻0.1Ω的铜导线连接直至电池组电压小于0.2V或电池组表面温度稳定（45min内温差≤2℃），电池应不起火、不爆炸

3、机械性能

（1） 挤压 ：将单体电池放置在两个挤压平面中间，逐渐增加压力至13kN，圆柱形电池挤压方向垂直于圆柱轴的纵轴，方形电池挤压电池的宽面和窄面。每只电池只能接受一次挤压。试验结果应符合4.1.2.1的规定。在电池组上放一直径为15cm的钢棒对电池组的宽面和窄面挤压电池组，挤压至电池组原尺寸的85%，保持5min，每个电池组只接受一次挤压。

（2） 针刺 ：将单体电池放在一钢制的夹具中，用φ3mm～φ8mm的钢钉从垂直于电池极板的方向贯穿（钢针停留在电池中），持续90min，或电池表面温度稳定（45min内温差≤2℃）时停止试验。

（3） 重物冲击 ：将单体电池放置于一钢性平面上，用直径15.8mm的钢棒平放在电池中心，钢棒的纵轴平行于平面，让重量9.1kg的重物从610mm高度自由落到电池中心的钢棒上；单体电池是圆柱形时，撞击方向垂直于圆柱面的纵轴；单体电池是方形时，要撞击电池的宽面和窄面，每只电池只能接受一次撞击。

（4） ** 机械冲击** ；将电池或电池组采用刚性固定的方法（该方法能支撑电池或电池组的所有固定表面）将电池或电池组固定在试验设备上。在三个互相垂直的方向上各承受一次等值的冲击。至少要保证一个方向与电池或电池组的宽面垂直，每次冲击按下述方法进行：在最初的3ms内，最小平均加速度为735m/s ^2^ ，峰值加速度应该在1225 m/s^2^和1715 m/s^2^之间。

（5） ** 振动** ：将电池或电池组直接安装或通过夹具安装在振动台面上进行振动试验。试验条件为频率10Hz～55Hz，加速度29.4 m/s ^2^ ，XYZ每个方向扫频循环次数为10次，扫频速率为1oct/min。

（6） 自由跌落 ：将单体电池或电池组由高度（最低点高度）为600mm的位置自由跌落到水泥地面上的20mm厚的硬木板上，从XYZ三个方向各一次。自由跌落结束后。

**4、环境适应性 **

（1） ** 高温烘烤** ：将单体电池放入高温防爆箱中，以（5±2℃）/min升温速率升温至130℃，在该温度下保温10min。

（2） ** 高温储存** ：将单体电池或电池组放置在75±2℃的烘箱中搁置48h，电池应，应不泄漏、不泄气、不破裂、不起火、不爆炸。

（3） 低气压 ：（UL标准）。

锂电池对各组成部份物质的要求 ：

**1. 对正负极物质的要求 ** ：

• 正极电位超正，负极电位越负

• 活性要高（反应快）

• 活性物质在电解液中要稳定，自溶速度要小

• 活性物质要有良好的导电性能，电阻小

• 便于生产，资源丰富

2. 导电剂的选择：

• 有优异的的导电性

• 化学成份稳定，吸水性小，易贮存

• 便于使用

目前市场上最好的导电剂是日本的Ketjenblack（科琴超导碳黑）系列超级导电剂，如

果Ketjenblack ECP和Ketjenblack ECP600JD。日本的产家大都采用这种导电剂。

科琴超导碳黑主要由上海翠科化工科技有限公司供应。

**3. 对电解液的要求 **

• 电导率高，扩散效率好，粘度低

• 化学成份稳定，挥发性小，易贮存

• 正负极活性物质在电液中能长期保持稳定

• 便于使用

电解液目前存在的突出问题

• 与正负极的相容性。

• 随电压升高，电解质溶液分解产生气体，使内压增大，导致对电池空难性的破坏以

及升高电池工作温度时溶剂的抗氧化能力较低。

**4. 对隔膜要求 **

• 有良好的稳定性

• 具有一定的机械强度和抗弯曲能力，有抗拒枝晶穿透能力

• 吸水性良好，孔径、孔率符合要求

• 便于使用

**5. 对外壳要求 **

• 有较高的机械强度，承受一般的冲击

• 具有耐工艺腐蚀的能力