二次電池性能主要包括哪些方面?
主要包括電壓、內阻、容量、內壓、自放電率、循環壽命、密封性能、安全性能、儲存性能、外觀等,其它還有過充、過放、可焊性、耐腐蝕性等。
手機電池塊有哪些電性能指標怎么測量?
電池塊的主要電性能指標:)容量
該指標反映電池塊所能儲存的電能的多少是以毫安小時計,例如:1600mAh是意味著電池以1600mA放電可以持續放電一小時。
(2)壽命
該指標反映電池塊反復充放電循環次數。
(3)內阻
電池塊的內阻越小越好,但不能是零。
(4)充電上限保護性能
鋰電池充電時,其電壓上限有一額定值,在任何情況下,鋰電池的電壓不允許超過此額定值該額定值。由PCB板上所選用的IC 來決定和保證。
(5)放電下限保護性能
鋰電池塊放電時,在任何情況下鋰電池的電壓不允許低于某一額定值該額定值由PCH板上所選用的IC 來決定和保證。
需要說明的是,在手機中一般鋰電池塊放電時,尚未到達下限保護值,手機就因電池電量不足而關機。
(6)短路保護特性
鋰申池塊外露的正負極片在被短路時,PCB板上的IC應立即加以判斷,并做出反應關斷MOSFET。當短路故障排除后,電池塊又能立即輸出電能,這些均有PCB上的IC來識別判斷和執行。
電池的可靠性測試項目有哪些?
(1)循環壽命
(2)不同倍率放電特性
(3)不同溫度放電特性
(4)充電特性
(5)自放電特性
(6) 不同溫度自放電特性
(7)存貯特性
(8)過放特性
(9)不同溫度內阻特性
(10)高溫測試
(11)溫度循環測試
(12) 跌落測試
(13)振動測試
(14)容量分布測試
(15) 內阻分布測試
(16)靜態放電測試ESD
電池的安全性測試項目有哪些?
(1)內部短路測試
(2) 持續充電測試
(3) 過充電
(4)大電流充電
(5) 強迫放電
(6)墜落測試
(7)從高處墜落測試
(8)穿透實驗
(9)平面壓碎實驗
(10) 切割實驗
(11)低氣壓內擱置測試
(12)熱虐實驗
(13)浸水實驗
(14)灼燒實驗
什么是電池的額定容量?
指在一定放電條件下,電池放電至截止電壓時放出的電量。IEC標準規定鎳鎘和鎳氫電池在20士5℃環境下,以01C充電16小時后以02C放電至10V時所放出的電量為電池的額定容量,以C5表示。而對于鋰離子電池,則規定在常溫恒流(1C)恒壓(4.2V)控制的充電條件下,充電3h再以0.2C放電至275V時,所放出的電量為其額定容量電池容量,電池容量的單位有Ah、mAh(1Ah=1000mAh)。
什么是電池的放電殘余容量?
當對可充電電池用大電流(如1C或以上)放電時,由于電流過大使內部擴散速率存在的“瓶頸效應”,致使電池在容量未能完全放出時已到達終點電壓,再用小電流如0.2C 還能繼續放電,直至1.0V/支時所放出的容量稱為殘余容量。
電池常見的充電方式有哪幾種?
鎳鎘和鎳氫電池的充電方式:
(1)恒流充電(CC):整個充電過程個中充電電流為一定值,這種方法最常見。
(2)恒壓充電(CV);充申過程中充電電源兩端保持一恒定值,電路中的電流隨電池申壓升高而逐漸減小。
(3)恒流恒壓充電(CC&CV):電池首先以恒流充電(cc),當電池電壓升高至一定值時,電壓保持不變(CV),電路中電流降至很小,最終趨于0。
鋰電池的充電方式:
恒流恒壓充電:電池首先以恒流充電((C),當電池電壓升高至一定值時,電壓保持不變(CV),電路中電流降至很小,最終趨于 0。
什么是電池的標準充放電?
TEC國際標準規定的鎳鎘和鎳氫電池的標準充放電為:
首先將電池以02C放電至10V/支,然后以01C充電16小時,擱置1小時后,以0.2C放至10V/支,即為對電池標準充放電。
什么是脈沖充電?對電池性能有什么影響?
由于鎳鎘電池在常規充電時容易極化,常規恒壓或恒流充電均會使電解液持續產生氫氧氣體,其氧氣在內部高壓作用下,滲透至負極與鎘板作用生成Cdo,造成極板有效容量下降。
脈沖充電一般采用充與放的方法,即充5秒鐘,就放1秒鐘。這樣充電過程產生的氧氣在放電脈沖下將大部分被還原成電解液。不僅限制了內部電解液的氣化量,而目對那些已經嚴重極化的舊電池。在使用本充電方法充放電5-10次后,會逐漸恢復或接近原有容量。
什么是充電效率?
指電池在一定放電條件下放至某一截止電壓時放出的容量與輸入的電池容量的比值它可按照以下公式計算:
充電效率-(放電電流*放電至截止電壓的時間/充電電流*充電時間)*100%
輸入的能量部分用來將活性物質轉換為充電態,部分消耗在副反應上來產生氧氣,充電效率受到充電速率和環境溫度的影響,充電時充電電流必須在一定范圍內,電流太小或太大充電效率都很低,由于電池還存在自放電,致使電池無法充滿電。
什么是電池的功率輸出?
電池的功率輸出指在單位時間里輸出能量數的能力,它是根據放電電流I和放電電壓來計
算的P-U*I,單位為瓦特,電池的內阻越小,輸出功率越高電池的內阻應小于用電器的內阻,否則電池本身消耗的功率還要大于用電器消耗的功率,這是不經濟的,而且可能損壞電池,在額定電壓條件下電池的輸出功率隨電極表面積的增大工作溫度的上升而上升,反之亦然。
什么是二次電池的自放電?不同類型電池的自放電率是多少?
自放電又稱荷電保持能力,它是指在開路狀態下,電池儲存的電量在一定環境條件下的保持能力。
一般而言,自放電主要受制造工藝,材料,儲存條件的影響自放電是衡量電池性能的主要參數之一。
一般而言,電池儲存溫度越低,自放電率也越低,但也應注意溫度過低或過高均有可能造
成電池損壞無法使用,海太陽常規電池要求儲存溫度范圍為-20℃~45℃。電池充滿電開路擱置一段時間后,一定程度的自放電屬于正常現象。IEC標準規定鎳鎘及鎳氫電池充滿電后,
在溫度為(20+5)C濕度為(65+20)%條件下,開路擱置28天,02C放電時間分別大干3小時和3小時15分即為達標。與其它充電電池系統相比,含液體電解液太陽能電池的自放電率明顯要低,在25℃下大約為10%/月。
什么是24小時自放電測試?
鎳鎘和鎳氫電池的自放電測試為:
由于標準荷電保持測試時間太長,一般采用24小時自放電來快速測試其荷電保持能力,將電池以02C放電至10V,1C充電80分鐘,擱置15分鐘后,以1C放電至10V測其放電容量C1.再將電池以1C充電80分鐘,擱置24小時后測1C容量C2.C2/C1*100%應小千15%。
鋰電池的自放電測試為:
一般采用24小時自放電來快速測試其荷電保持能力,將電池以0.2C放電至3.0V,恒流恒壓1C充電至42v,截止電流:10mA,擱置15分鐘后,以1C放電至3.0V測其放電容量C1.再將電池恒流恒壓1C充電至42V截止電流10mA擱置24小時后測1C容量C2,C2/C1*100%
應大于99%。
什么是電池的內阻怎樣測量?
電池的內阻是指電池在工作時,電流流過電池內部所受到的阻力,一般分為交流內阻和直流內阻。由于充電電池內阻很小,測直流內阻時由于電極容量極化,產生極化內阻,故無法測出其真實值,而測其交流內陰可免除極化內阻的影響,得出真實的內值。
交流內阻測試方法為:利用電池等效于一個有源電阻的特點,給電池一個1000HZ,50mA的恒定電流,對其電壓采樣整流濾波等一系列處理從而精確地測量其阻值。
充電態內阻與放電態內阻有何不同?
充電態內阻指電池100%充滿電時的內阻。
放電態內阻指電池充分放電時后的內阻。
一般說來,放電態內阻不太穩定,且偏大,充電態內阻較小,阻值也較為穩定。在電池的使用過程中,只有充電態內阻具有實際意義,在電池使用的后期,由于電解液的枯竭以及內部化學物質活性的降低,電池內阻會有不同程度的升高。
什么是IEC標準循環壽命測試?
IEC規定鎳鎘和鎳氫電池標準循環壽命測試為:
電池以02C放至10V/支后
(1)以01C充電16小時,再以02C放電2小時30分(第1個循環)
(2)025C充電3小時10分,以0.25C放電2小時20分(第2-48個循環)
(3)0.25C充電3小時10分,以0.25c放至1.0V(第49循環)
(4)01C充電16小時,擱置1小時,02C放電至10V(第50個循環)
對鎳氫電池重復1-4共400個循環后其02C放電時間應大于3小時:對鎳鎘電池重復1-4共500個循環,其02C放電時間應大于3小時。海太陽內部也采用1C循環壽命測試方法,即額定放電后,將電池以1C充電80分鐘,采用-V=20mV至控制充電終點。1C放電至1.0V后反復循環500次后容量應在初容量的60%以上。
IEC規定鋰電池標準循環壽命測試為:
電池以0.2C放至30V/支后,1C恒流恒壓充電到4.2V截止電流20mA擱置1小時再以0.20放電至30v(一個循環)。反復循環500次后容量應在初容量的60%以上。
IEC規定鋰電池標準循環壽命測試為:
電池以0.2C放至3.0V/支后,1C恒流恒壓充電到4.2V截止電流20mA擱置1小時再以0.20放電至30v(一個循環)。反復循環500次后容量應在初容量的60%以上。
什么是標準耐過充測試?
IEC規定鎳鎘和鎳氫電池的標準耐過充測試為:
將電池以02C放電至1.0V/支,以01C連續充電 28天,電池應無變形,漏液現象,且過充電后其02C放電至10V的時間應大于5小時。
IEC規定鋰電池的標準過充測試為:
(1)將電池02C放電至3.0V;
(2)用電流I任意設置10V電壓對電池充電,充電時間為T=25*C5/I:
(3)電池最終不爆炸和起火。
什么是標準荷電保持測試?
IEC規定鎳鎘和鎳氫電池的標準荷電保持測試為:
電池以02C放至10/支后,以01C充電16小時,在溫度為20士5℃濕度為65士20%條件下儲存28天后,再以02C放電至1.0V,鎳鎘電池放電時間應不小于3h15m,而鎳氫電池應大于3小時。
國家標準規定鋰電池的標準荷電保持測試為(IEC無相關標準);
電池以02C放至30/支后,以1C恒流恒壓充電到4.2V,截止電流10mA,在溫度為20+5℃下儲存28天后,再以0.2C放電至275V計算放電容量,再與電池標稱容量相比,應不小于初始容量的85%。
什么是電池的內壓電池正常內壓一般為多少?
電池的內壓是由于充放電過程中產生的氣體所形成的壓力。主要受電池材料制造工藝,結構等使用過程因素影響。一般電池內壓均維持在正常水平,在過充或過放情況下,電池內壓有可能會升高。
例如過充電正極:40H-4e→2H0+0
產生的氧氣透過隔膜紙與負極復合:2cd+0→2CdC
如果反應的速度低于反應的速度,產生的氧氣來不及被消耗掉,就會造成電池內壓升高。
什么是內壓測試?
鎳鎘和鎳氫電池內壓測試為;將電池以02C放至1.0V后,以1C充電3小時,根據電池鋼殼的輕微形變通過轉換得到電池的內壓情況,測試中電池不應鼓底,漏液或爆炸。
鋰電池內壓測試為:(UL標準)
模擬電池在海拔高度為15240m的高空(低氣壓11.6kPa)下,檢驗電池是否漏液或發鼓。
具體步驟:將電池1C充電恒流恒壓充電到4.2V,截止電流10mA,然后將其放在氣壓為11.6Kpa,溫度為(20士3)℃的低壓箱中儲存6小時,電池不會爆炸,起火,裂口,漏液。
什么是短路實驗?
將充滿電的電池在防爆箱內用一根導線連接正負極短路,電池不應爆炸或起火。
什么是跌落測試?
將電池組充滿電后從三個不同方向于1m高處跌落于硬質橡膠板上,每個方向做2次,電池
組電性能應正常,外包裝無破損。
什么是振動實驗?
鎳鎘和鎳氫電池振動實驗方法為:
電池以02C放電至10V后,0.1C充電16小時,擱置24小時后按下述條件振動:
振幅:4mm
頻率:1000次,分XYZ三個方向各振動30分鐘。
電池電壓變化應在士0.02V之間,內阻變化在士5m以內。
鋰電池振動實驗方法為;
電池以02C放電至3.0V后1C充電恒流恒壓充電到42v,截止電流10mA,擱置24小時后
按下述條件振動:
振幅:0.8mm
使電池在10H--55H之間震動,每分鐘以1H的震動速率遞增或遞減。
電池電壓變化應在0.02V之間,內阻變化在5m以內。
什么是碰撞實驗?
鎳鎘和鎳氫電池碰撞實驗方法為:
電池以02C放電至10V后,在20士5℃下,以01C充電16小時,安裝到碰撞測試臺上按如下條件測試:
峰值加速度為98m/s(10g),相應脈沖時間D為16m/s,相應速度變化為1.00m/s,碰撞1000次結束后,電池應在205℃下擱置1-4小時以02C放電至1.0V的放電時間應不小于5小時。
鋰電池碰撞實驗方法為國家標準:
電池以02C放電至30V后在205℃下以1C充電恒流恒壓充電到4.2V截止電流10mA安裝到碰撞測試臺上按如下條件測試:
峰值加速度在100m/s,脈沖持續時間為16ms,碰撞次數為100010次,碰撞結束后目測電池外觀應無異常現象,然后以1C恒流放電至275V,然后在(20+5℃)的條件下,進行1C充電1C放電循環直至放電容量不少于初始容量的85%,但循環次數不多于3次。
什么是撞擊實驗?
電池充滿電后,將一個15.8mm直徑的硬質棒橫放于電池上,用一個20磅的重物從610mm的高度掉下來砸在硬質棒上,電池不應爆炸起火或漏液。
什么是穿透實驗?
電池充滿電后,用一個直徑為2.5mm-5mm的釘子穿過電池的中心,并把釘子留在電池內,電池不應爆炸起火。
什么是高溫加速實驗?
由于標準荷電保持測試時間較長,對鎳氫電池一般采用高溫加速實驗。將充滿電后的電池
儲存在45℃環境中3天(等效于電池在常溫下擱置28天)在常溫下擱置1小時后,以0.20放電至10V,要求放電時間大于3小時。
什么是高溫高濕測試?
鎳鎘和鎳氫電池高溫高濕測試為:
電池以0.2C放電至10V后,C充電75分鐘后將其置于溫度66℃,85%濕度條件下儲存192小時(8天),干常溫常濕下擱置2小時,電池不應變形或漏液,容量恢復應在標稱容量的80%以上。
鋰電池高溫高濕測試為(國家標準):
將電池1C恒流恒壓充電到42V,截止電流10mA,然后放入(40+2)℃,相對濕度為90%-959
的恒溫恒濕箱中擱置48h后,將電池取出在(20+5)℃的條件下擱置2h觀測電池外觀應該無異常現場,再以1C恒流放電到275V,然后在(20+5)℃的條件下,進行1C充電,1C放電循環直至放電容量不少于初始容量的85%,但循環次數不多于3次。
什么是溫升實驗?
將電池充滿電后放進烘箱,以每分鐘5的速度升高烘箱溫度,一直到烘箱溫度達150℃,并將150℃保持10分鐘,電池不應爆炸或起火。
什么是溫度循環實驗?
溫度循環實驗包含27個循環,每個循環由以下步驟組成:
(1)電池從常溫轉為在663℃155%條件下放置1小時
(2)轉為在溫度在33+3℃濕度905%的條件下放置1小時
(3)條件轉為-(40+3)℃放置1小時
(4)電池在25℃擱置05小時
此4步即完成一個循環,經過此27個循環實驗后,電池應該無漏液,爬堿,生銹或其它異常情況出現。
什么是溫度震蕩實驗?
該實驗需要兩個恒溫箱,其中一個為66℃,一個為-40℃,每一個循環由下面步驟組成:電池在-40℃放置1小時后,在5秒內轉移到66℃烘箱內烘烤1小時,這個循環實驗應該從低溫開始,然后在高溫結束,整個過程應為 24個循環,電池經過此循環實驗,應該不會出現任何電性能問題。
什么是灼燒實驗?
在防爆箱內,將充滿電的電池在藍色火焰上烘烤,電池安全閥應在一段時間后開啟。
審核編輯黃宇
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