钜大电子二次锂离子电芯可靠性测试标准1

东莞钜大电子有限公司东莞钜大电子有限公司 二次锂离子电芯可靠性能测试标准二次锂离子电芯可靠性能测试标准 NO章节号修 订 摘 要修订人 修 订 记 录 文件编号版 本生效日期页 次 A 0第 1 页 共 8 页 制定单位制 定审 查批 准 综合技术部吴学林 三级文件编号 生效日期版次A 0 修订日期2011 04 16 二次锂离子电芯可靠性能测试标准 页次第 2 页 共 10 页 ISO9000 东莞钜大电子有限公司 1 1 目的 目的 1 1 检验本公司所生产二次锂离子电池 除磷酸铁锂外 的各项性能 以确保本公司电池的安全性与可靠性符合客 户要求 1 2 发现明显的或潜在的品质问题 为改善产品品质 提高产品安全性与可靠性提供客观数据支持 2 2 范围 范围 本标准适用于我公司外购的所有型号 除磷酸铁锂外 单体二次锂离子电池 3 3 职责与权限 职责与权限 3 1 测试中心 执行测试及测试记录管理 3 2 开发部 工程部 协助执行检验测试 4 4 定义和术语定义和术语 4 1 二次锂离子电池 含有锂离子化合物的能够将化学能直接转化为电能的可多次充放电的装置 包括电极 隔膜 容器和端子 本标准中定义指我司外购的二次液态锂离子电池和二次聚合物锂离子电池 4 2 充电限制电压 电池由恒流转入恒压充电时的电压 未特殊定义其值为 4 20V 4 3 额定容量 电池在环境温度 20 5 条件下 以 5h 率放电至终止电压时所应提供的电量 用 C5表示 单位 是 Ah 安 时 或 mAh 毫安 时 4 4 标称电压 用以表示电池电压的近似值 4 5 终止电压 规定放电终止时电池的负载电压 未特殊定义时其值为 2 75V 4 6 充电制式 电池可采用下列制式之一进行充电 4 6 1 在环境温度 20 5 条件下 以 0 2C5A 充电 当电池端电压达到充电限制电压 4 20V 时 转为恒压充电 直到充电电流 0 01C5A 充电结束 此充电制式为检验的仲裁充电制式 4 6 2 在环境温度 20 5 条件下 以 0 5C5A 充电 当电池端电压达到充电限制电压 4 20V 时 转为恒压充电 直到充电电流 0 01C5A 充电结束 4 6 3 在环境温度 20 5 条件下 以 1C5A 充电 当电池端电压达到充电限制电压 4 20V 时 转为恒压充电 直到充电电流 0 01C5A 充电结束 4 7 放电平台 恒流放电到 3 60V 时的放电时间 4 8 完全充电 按照 4 6 所述的充电方法 电池内部储电容量达到最大值即被认为是完全充电 也称为满电 4 9 破裂 由于电池内部或外部的压力导使电池的外包装机械性能失效 从而使电池内部物质漏出或溢出 但并无 物质喷出 4 10 变形 电池由于内部或外部压力而使电池外观改变 4 11 爆炸 电池失效时电池的外包装或外壳强制裂开 内部的大部分物质都强制性的排出 4 12 起火 电池失效时产生火焰 4 13 漏液 电解液从电芯中流出 4 14 测试频率 即每隔一定的时间对该款电池进行检验 4 15 测试周期 即做完该项测试所需要的时间 5 5 质量评定程序 质量评定程序 5 1 抽样频率 5 1 1 ORT 测试 每半年按照电池容量的大小或者工艺材料的不同抽取电池测试 测试项目和数量见附表一 5 1 2 确保半年内各个客户各个品种均能在正常情况下循环抽取一次 5 1 3 客户有特殊要求时 以客户要求的频率抽样测试 可缩短至 3 个月抽样一次 如频率过高需向客户收取合 理的测试费用 但双方必须达成一致 5 2 判定规则 当所有检验项目均满足规定要求时 判为检验合格 如果有任何一项检验项目不符合规定的要求时 应 暂停检验 责任单位对不合格的项目进行分析 找出不合格原因并采取纠正措施后 可继续进行送检 如重新检验 合格 仍判定鉴定检验合格 如重新检验仍有某个项目不符合规定的要求 则判定鉴定检验不合格 5 3 测试结案 测试完成后 报告由实验室负责人审核 技术中心负责人批准后 整理成电子档案存入公司公共盘里 6 6 测试条件以及测试设备 仪表要求 测试条件以及测试设备 仪表要求 6 1 测试条件 无特殊规定 本文件中各项试验应在此温湿度条件下进行 6 1 1 温度 20 5 三级文件编号 生效日期版次A 0 修订日期2011 04 16 二次锂离子电芯可靠性能测试标准 页次第 3 页 共 10 页 ISO9000 东莞钜大电子有限公司 6 1 2 相对湿度 45 75 6 2 测量仪表与设备要求 6 2 1 测量电压的仪表准确度不低于 1 内阻不小于 10K V 6 2 2 测量电流的仪表准确度不低于 1 6 2 3 测量时间用的仪表准确度不低于 0 1 6 2 4 测量温度用的仪表准确度不低于 2 6 2 5 恒流源的电流恒定可调 在工作过程中 其电流变化应在 1 范围内 6 2 6 恒压源的电压可调 其电压变化范围为 0 5 6 2 7 测量厚度的卡尺准确度不低于 1 6 2 8 测量容量的设备准确度不低于 0 1 7 7 测试项目 方法及判定标准测试项目 方法及判定标准 7 17 1 外观 尺寸外观 尺寸 7 1 1 测试方法 取样品电池 目测电池外观 用数显卡尺测量并记录电池尺寸 7 1 2 测试设备 目测 数显卡尺 7 1 3 测试判定标准 电池外观表面清洁 无机械损伤 触点无锈蚀 电池尺寸符合对应的技术参数标准 7 1 4 试验电池处理 留做其他的性能测试 7 1 5 标准参照 GB T 18287 2000 7 27 2 内阻 电压内阻 电压 7 2 1 测试方法 打开内阻测试仪电源 设定量程 内阻在 0 200m 的用 200m 档 内阻值保留 1 位小数 内 阻 在 200m 以上的用 2000m 档 将电池装入内阻测试仪夹具 读取并记录电池内阻 电压 或者用万用表 测 试电池电压 7 2 2 测试设备 内阻测试仪 万用表 7 2 3 测试判定标准 电池内阻参照对应的技术参数标准 7 2 4 试验电池处理 留做其他的性能测试 7 2 5 标准参照 GB T 18287 2000 7 37 3 容量测试容量测试 7 3 1 测试方法 7 3 1 1 取做完外观 内阻 电压的样品电池 按 4 6 充电制式充满电 即恒流恒压充电到 4 20V 转为恒压充 电 直到充电电流 0 01C5A 7 3 1 2 搁置 10min 7 3 1 3 在环境温度 20 5 条件下 一般情况下以 1CA 电流放电至 2 75V 或以 0 5CA 电流放电至 2 75V 或 以 0 2C5A 电流放电至 2 75V 结束放电 如客户有特殊要求时 按客户要求进行测试 记录放电容量 7 3 1 4 用 0 5C5A 的电流恒压充电 当电池端电压达到 4 2V 时转为恒流充电 直到充电电流降至 0 01C5A 时充 电结束 7 3 2 测试设备 电池检测柜 7 3 3 测试判定标准 0 2C 放电时间 300min 0 5C 放电时间 108min 1C 放电时间 51 min 7 3 4 试验电池处理 留做其他的性能测试 7 3 5 标准参照 GB T 18287 2000 7 47 4 放电比率性能测试放电比率性能测试 7 4 1 测试方法 7 4 1 1 取样品电池 按 4 6 充电制式充满电 即恒流恒压充电到 4 20V 转为恒压充电 直到充电电流 0 01C5A 7 4 1 2 搁置 10min 7 4 1 3 在环境温度 20 5 条件下 分别以 0 2C5A 0 5C5A 1C5A 电流放电至 2 75V 结束放电后 记录电 三级文件编号 生效日期版次A 0 修订日期2011 04 16 二次锂离子电芯可靠性能测试标准 页次第 4 页 共 10 页 ISO9000 东莞钜大电子有限公司 池 放电容量 时间及平台 7 4 2 测试设备 电池检测柜 7 4 3 测试判定标准 1C5A 放电容量 0 2C5A 放电容量 85 0 5C5A 放电容量 0 2C5A 放电容量 90 7 4 4 试验电池处理 留做高温性能测试 7 4 5 标准参照 GB T 18287 2000 7 57 5 高温性能测试高温性能测试 7 5 1 测试方法 7 5 1 1 做完倍率放电的合格电池 按 4 6 充电制式充满电 即恒流恒压充电到 4 20V 转为恒压充电 直到充 电 电流 0 01C5A 7 5 1 2 将电池放入 55 2 高温箱中 恒温搁置 2h 后 以 1C5A 电流放电至 2 75V 放电完成后记录电池的放 电容量 时间及平台 7 5 1 3 取出电池 在环境温度下搁置 2h 观察电池外观 用数显卡尺测量并记录电池尺寸 7 5 2 测试设备 高温箱 电池检测柜 秒表 7 5 3 测试判定标准 放电时间 51min 厚度膨胀率 15 外观应无爆炸 无破裂 7 5 4 试验电池处理 留做温度循环测试 7 5 5 标准参照 GB T 18287 2000 7 67 6 低温性能测试低温性能测试 7 6 1 测试方法 7 6 1 1 按 4 6 充电制式充满电 即恒流恒压充电到 4 20V 转为恒压充电 直到充电电流 0 01C5A 7 6 1 2 将电池放入 20 2 聚合物电池放入 10 2 的低温箱中恒温搁置 16 24h 后 7 6 1 3 以 0 2C5A 电流放电至 2 75V 放电结束后记录电池放电容量 时间及平台 再用 4 6 充电制式充满电 7 6 1 4 取出电池在环境温度下搁置 2h 后 观察电池外观 7 6 2 测试设备 低温箱 电池检测柜 秒表 7 6 3 测试判定标准 放电时间 60 聚合物电池 70 外观应无变形 无爆炸 无破裂 7 6 4 试验电池处理 留做 85 高温下模制壳体应力测试 7 6 5 标准参照 GB T 18287 2000 7 77 7 循环寿命测试循环寿命测试 7 7 1 测试方法 7 7 1 1 取样品电池 按 4 6 充电制式充满电后搁置 10min 测量并记录电池的内阻 电压及厚度 7 7 1 2 搁置 10min 按 4 6 充电制式充满电 7 7 1 3 搁置 10min 以 0 5C5A 电流放电至 2 75V 结束放电 7 7 1 4 重复上述工步 跳转至 7 7 1 2 步自动循环 305 次 并记录数据保存的文件名 7 7 1 5 循环结束后 按 4 6 充电制式对电池充满电后搁置 10min 然后测试电池内阻 电压 记录第 300 次 循环的放电容量 时间 放电平台及循环曲线 7 7 2 测试设备 电池检测柜 内阻测试仪 数显卡尺 万用表 7 7 3 测试判定标准 循环次数 300 次的容量 80 初始容量 ORT 测试时 100 次的容量 85 初始容量 如果 NG 则循环够 300 次做最终判定 7 7 4 试验电池处理 报废 7 7 5 标准参照 GB T 18287 2000 7 87 8 荷电保持能力测试荷电保持能力测试 7 8 1 测试方法 7 8 1 1 取样品按 4 6 充电制式充满电 搁置 10min 后 以 0 2C5A 放电至 2 75V 记录电池放电容量 时间及平 台 再按 4 6 充电制式充满电 搁置 10min 后测试并记录电池电压 内阻和厚度 7 8 1 2 在 20 5 环境温度下开路搁置 28 天 贮存期间 第 1 周每天测试一次电池电压 1 周后每周测试一 三级文件编号 生效日期版次A 0 修订日期2011 04 16 二次锂离子电芯可靠性能测试标准 页次第 5 页 共 10 页 ISO9000 东莞钜大电子有限公司 次电池电压 并记录数据 7 8 1 3 贮存完毕后 取出电池 测量并记录电压 内阻 厚度 然后以 0 2C5A 放电至 2 75V 放电完成后 记录电池的放电容量 时间 7 8 2 测试设备 电池检测柜 内阻测试仪 万用表 数显卡尺 秒表 7 8 3 测试判定标准 放电时间 255min 或容量保持率大于等于 85 7 8 4 试验电池处理 留做过放测试 7 8 5 标准参照 GB T 18287 2000 7 97 9 贮存性能测试贮存性能测试 容量衰减测试容量衰减测试 7 9 1 检验步骤及方法 7 9 1 1 取做完容量的样品电池 按 4 6 充电制式充满电 静置 10min 然后以 0 2C5A 放电到终止电压 2 75V 放电结束后记录放电容量 时间 7 9 1 2 以 4 6 充电制式给电池或电池组充入 40 45 的容量 然后在环境温度 20 5 相对湿度 45 85 的 环境中贮存 3 个月 按 4 6 充电制式充满电 静置 10min 然后以 0 2C5A 放电到终止电压 2 75V 标准充 放电循环可以进行 5 次 7 9 2 测试设备 电池检测柜 万用表 内阻测试仪 数显卡尺 7 9 3 测试判定标准 贮存 3 个月放电容量 80 的初始容量 7 9 4 试验电池处理 充电到 3 95V 后 按次品入库 7 9 5 标准参照 GB T 18287 2000 7 107 10 恒定湿热性能测试恒定湿热性能测试 7 10 1 测试方法 7 10 1 1 取样品电池按 4 6 充电制式充满电 搁置 10min 7 10 1 2 以 1C5A 恒流放电到终止电压 2 75V 记录电池放电容量 时间及平台 7 10 1 3 搁置 10min 然后再以 4 6 的充电制式充满电 7 10 1 4 将电池放入 40 2 湿度 90 95 的恒温恒湿箱中 搁置 48h 7 10 1 5 取出电池 在环境温度下搁置 2 h 观察电池外观 如电池冒烟或爆炸则实验结束 7 10 1 6 以 1C5A 电流放电至 2 75V 放电结束后记录电池放电容量 时间及平台 7 10 2 测试设备 电池检测柜 恒温恒湿柜 7 10 3 接收标准 电池外观应无明显变形 锈蚀 冒烟或爆炸 放电时间 36min 7 10 4 试验电池处理 留做低压力性能测试 7 10 5 标准参照 GB T 18287 2000 备注 放电容量供参考 7 117 11 低压力测试 低压力测试 7 11 1 测试方法 7 11 1 1 取样品电池 按 4 6 充电制式充满电 搁置 10min 后测试并记录电池的内阻 电压 7 11 1 2 把电池放入常温的真空箱中 然后对真空箱抽真空 当真空箱内的压力 11 6KPa 后 在此条件下 贮存 6h 7 11 1 3 试验过程中观察电池的试验现象 如测试过程中电池起火 爆炸或漏液则测试结束 7 11 2 测试设备 电池测试柜 真空箱 万用表 内阻仪 秒表 7 11 3 测试判定标准 电池应不破裂 不起火 不爆炸 7 11 4 试验电池处理 留做挤压测试 7 11 5 标准参照 UL1642 2006 7 127 12 温度循环测试温度循环测试 7 12 1 检验步骤及方法 7 12 1 1 取样品电池 测试电池初始容量 按 4 6 充电制式充满电 搁置 10min 后测试并记录电池的内阻 电压 厚度 7 12 1 2 在 30min 内使恒温箱升到 75 2 将电池放入恒温箱中储存 4h 7 12 1 3 在 30min 内使恒温箱降到 20 5 将电池放入恒温箱中储存 2h 三级文件编号 生效日期版次A 0 修订日期2011 04 16 二次锂离子电芯可靠性能测试标准 页次第 6 页 共 10 页 ISO9000 东莞钜大电子有限公司 7 12 1 4 在 30min 内使恒温箱降到 20 2 将电池放入恒温箱中储存 4h 7 12 1 5 在 30min 内使恒温箱升到 20 5 将电池放入恒温箱中储存 2h 7 12 1 6 重复 7 19 1 2 7 19 1 5 步骤 再做 4 个循环 7 12 1 7 第 5 次循环完成后 在常温下搁置 2h 观察电池 7 12 2 测试设备 电池检测柜 万用表 内阻测试仪 数显卡尺 恒温箱 7 12 3 测试判定标准 不起火 不爆炸 不漏液 7 12 4 试验电池处理 报废 7 12 5 标准参照 YD1268 1 2003 7 137 13 85 85 高温下模拟壳体应力测试高温下模拟壳体应力测试 7 13 1 检验步骤及方法 7 13 1 1 将电芯按 4 6 充电方法充满电后 测量电池内阻和厚度 7 13 1 2 放入 85 的恒温箱中储存 4 小时 取出电池恢复到室温 7 13 2 测试设备 高低温箱 内阻测试仪 万用表 数显卡尺 7 13 3 测试判定标准 外壳不能发生导致内部组成暴露的物理变形 容量参考 7 13 4 试验电池处理 报废 7 13 5 标准参照 YD1268 1 2003 7 147 14 振动测试振动测试 7 14 1 测试方法 7 14 1 1 取容量测试后的样品电池按 4 6 充电制式给电池充满电 搁置 10min 后测试并记录电池电压 7 14 1 2 将电池固定在振动台台面上 7 14 1 3 从 X Y Z 三个方向上每个方向上从 10Hz 55Hz 循环扫频振动 30 min 扫频速率为 1oct min 如电池 漏液 冒烟或爆炸则实验结束 7 14 1 3 1 振动频率 10Hz 30Hz 位移幅值 单振幅 0 38mm 7 14 1 3 2 振动频率 30Hz 55Hz 位移幅值 单振幅 0 19mm 7 14 1 4 振动结束搁置 10min 后 观察电池外观 测量并记录电池电压 7 14 2 测试设备 振动测试台 万用表 秒表 7 14 3 测试判定标准 外观无损伤 不漏液 不冒烟或不爆炸 电池电压 3 7V 7 14 4 试验电池处理 留做跌落 过充 重物冲击 热冲击测试 7 14 5 标准参照 GB T 18287 2000 7 157 15 自由跌落测试自由跌落测试 聚合物电池不进行此项测试 聚合物电池不进行此项测试 7 15 1 测试方法 7 15 1 1 取振动结束后合格的电池 按 4 6 的充电制式对电池充满电 搁置 10min 然后以 1C5A 电流恒流放电 到终止电压 2 75V 放电结束后记录电池放电容量 时间及平台 7 15 1 2 按 4 6 的充电方式对电池充满电 充电结束搁置 10min 后 测量并记录电池的内阻 电压 7 15 1 3 将电池由 1000mm 高度自由跌落到水泥地面上的 18 20mm 厚的硬木板上 从 X Y Z 正负方向 六个方 向 每个方向各跌落一次 如电池漏液 冒烟或爆炸则实验结束 跌落后搁置 10min 后测试并记录电池 的电压 内阻 7 15 1 4 以 1C5A 电流放电至 2 75V 时终止放电 搁置 10 min 按 4 6 充电制式给电池充满电 搁置 10 min 7 10 1 5 按 7 10 1 4 的步骤循环 3 次后测试结束 记录初始放电容量 时间及最后一次循环的放电容量 时间 7 15 2 测试设备 跌落测试台 电池检测柜 内阻测试仪 万用表 7 15 3 测试判定标准 电池不漏液 不冒烟 不爆炸 放电时间 51 min 7 15 4 试验电池处理 留做短路测试 7 15 5 标准参照 GB T 18287 2000 7 167 16 过充电测试过充电测试 7 16 1 测试方法 7 16 1 1 将电池按 4 6 的充电方式充满电 搁置 10min 测试并记录电池电压 内阻和厚度 将热电偶固定在电 三级文件编号 生效日期版次A 0 修订日期2011 04 16 二次锂离子电芯可靠性能测试标准 页次第 7 页 共 10 页 ISO9000 东莞钜大电子有限公司 池的最大面上 使热电偶与电池紧密接触 将电池连同热电偶一起放入安全试验箱内 7 16 1 2 按供应商提供测试方法 将电池正负极连接在恒流恒压源对应的接线柱上 7 16 1 3 测试过程中 每隔 5min 记录 1 次电池表面温度及电流 电压 如测试过程中电池爆炸或起火则实验结 束 7 16 1 4 实验结束后 取出电池立即测试电池的厚度及外观现象 在环境温度搁置 2h 后 测量并记录电池的内 阻 电压 7 16 2 测试设备 DCPower 热电偶温度计 万用表 内阻测试仪 数显卡尺 电池检测柜 安全试验箱 秒表 7 16 3 测试判定标准 电池不爆炸 不起火 7 16 4 试验电池处理 报废 7 16 5 标准参照 供应商提供技术规格书标准 备注 如无供应商提供测试方法 则采用 3C5A 电流恒流充电至 4 6V 转 4 6V 恒压充电至电流 0mA 结束充电 7 177 17 过放电测试过放电测试 7 17 1 测试方法 7 17 1 1 在 20 5 环境温度下 以 0 2C5A 电流放电至 2 75V 后 搁置 10min 后测试并记录电池电压 内阻 和厚度 7 17 1 2 将电池放入安全试验箱中 以 1C5A 电流放电 90min 如测试过程中电池爆炸或起火则试验结束 7 17 1 3 放电完成后 取出电池立即测试电池的厚度及外观现象 常温下搁置 30min 后测试并记录电池的内阻 电压 7 17 2 测试设备 电池检测柜 万用表 内阻测试仪 数显卡尺 秒表 安全试验箱 7 17 3 测试判定标准 电池不爆炸 不起火 7 17 4 试验电池处理 报废 7 17 5 标准参照 IEC 62133 7 187 18 短路测试 常温短路短路测试 常温短路 编号原则如 9 4 所示 7 25 1 3 对应保存样品编号 ORTC 年 月份 流水号 例如 ORTC201104001 7 25 2 样品在保存前须对其作基本测试包括 外观 电压 内阻 厚度 容量以确保该样品为 OK 样 7 25 3 保存样品 前 3 天须每日测量其电压 内阻 厚度及外观检查 以确保良品进行保存 每日的压降低于 2mV 后续第一个月和第六个月测试一次电压 内阻 厚度及外观检查并记录 7 25 4 样品在保存六个月后须作一次充电 7 25 5 保存样品处理 保存 1 年后按次品报废 8 8 产品测试不合格的推动跟进 产品测试不合格的推动跟进 如果测试数据被再次验证及现象存在不符合标准的情况 书面报告送样测试单位负责人 并开出 测试不良 通知单 向相关部门反馈 相关部门应及时对问题进行分析 确认 提出改善对策 书面回复 测试不良通知单 针对测试不符合项目需要重新送样合