动力锂离子电池检测方法及标准.ppt

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/T 31484-2015 电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法 GB/T 31485-2015 电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法 GB/T 31486-2015 电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法 QC/T 743 电动汽车用锂离子蓄电池（旧） QC/T 741-2015 车用超级电容器 GB/T 18333.2-2015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1 C 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：3 C （400A） 功率型：8 C （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： 10 C 充电 10 C 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,2.4 高温放电测试,1）测试设备：电池测试柜、高温箱 2）测试方法：552搁置5h， 1 C 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：-202搁置24h， 1 C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。,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,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,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1/3 C电流放电；上下振动；振动频率：10Hz55Hz；最大加速度：30m/s2；扫频10次；振动时间3h,1）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， 1 C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：552， 1 C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,电池不安全会有哪些危害？,二、单体、模块检验标准及方法之可靠性测试,注：参考标准GB/T 31485 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/T 31485 电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法。,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/T 31485 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1 h后停止充电； 3）要求：应不爆炸、不起火,注：参考标准GB/T 31485 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/T 31485 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90 min； 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/T 31485 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/T 31485 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10 min，外部线路电阻应小于5 m； 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/T 31485 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：（51）mm/s； 挤压程度：电芯电压变为 0 V或变形量达到30 %或挤压力达到200 kN后停止挤压； 3）要求：应不爆炸、不起火。,注：参考标准GB/T 31485 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/T 31485 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。,1）测试设备：大电池挤压针刺试验机； 2）测试方法：用5 mm8 mm的耐高温钢针、以255 mm/s的速度，从垂直于电芯极板的方向贯穿； 3）要求：应不爆炸、不起火。,针刺测试设备,LTO电池针刺测试照片,某LFP电池针刺测试照片,二、单体、模块检验标准及方法之可靠性测试,2.19 跌落,注：参考标准GB/T 31485 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。,1）测试设备：跌落试验机； 2）测试方法：电芯端子向下从1.5m高度处自由跌落到水泥地面上； 3）要求：应不爆炸、不起火、不漏液。,跌落测试设备,跌落后电池照片,二、单体、模块检验标准及方法之可靠性测试,2.20 加热,注：参考标准GB/T 31485 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。,1）测试设备：真空烤箱； 2）测试方法：电芯放入温度箱中，按5/min的速率升温1302，保持30 min； 3）要求：应不爆炸、不起火。,二、单体、模块检验标准及方法之可靠性测试,2.21 温度循环,注：参考标准GB/T 31485 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。,1）测试设备：可程式高低温试验箱； 2）测试方法：如表所示，循环5次； 3）要求：应不爆炸、不起火。,二、单体、模块检验标准及方法之可靠性测试,2.22 海水浸泡,注：参考标准GB/T 31485 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。,1）测试设备：盐浴槽； 2）测试方法：电芯浸入3.5% NaCl溶液（质量分数）中2 h； 3）要求：应不爆炸、不起火。,二、单体、模块检验标准及方法之可靠性测试,2.23 低气压,注：参考标准GB/T 31485 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。,1）测试设备：低气压箱； 2）测试方法：电芯放入低气压箱中，调节试验箱中气压为11.6KPa，温度为室温，静置6 h；观察1h； 3）要求：应不爆炸、不起火。,二、单体、模块检验标准及方法之可靠性测试,注：参考标准GB/T 31485 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。,2.24 蓄电池模块安全测试图片,过放电图片