鋰電池在形成老化過(guò)程后需要測(cè)試哪些內(nèi)容你知道嗎？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-05 20:37
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通常，鋰電池在形成老化過(guò)程后需要測(cè)試和分析。那么一般會(huì)測(cè)試哪些內(nèi)容呢？今天，我將簡(jiǎn)單地談?wù)勲姵販y(cè)試。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于鋰離子電池要進(jìn)行分析，或者要對(duì)其他系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，電化學(xué)研究者將做基本測(cè)試和電化學(xué)性能測(cè)試，以進(jìn)一步識(shí)別和判斷電池或系統(tǒng)的問(wèn)題。
一、外觀檢測(cè)
軟電池：我們要確認(rèn)電池是否完好，包括是否是鼓，是否泄漏液體，表面是否有腐蝕等。通過(guò)表面現(xiàn)象，我們初步確定電池是否可以使用或經(jīng)歷了什么樣的體驗(yàn)。
方形鋁殼：同樣是確認(rèn)電池是否有漏電、鋁殼變形、凹坑、是否有極柱不對(duì)稱等現(xiàn)象。
電池鼓，要考慮是在高溫下還是常溫下鼓包，看電池的稠度，是單個(gè)電池還是一批電池。如果批量電池是批量電池，則應(yīng)該考慮整個(gè)系統(tǒng)或整個(gè)過(guò)程。通常，鈦酸鋰電池系統(tǒng)的脹形更為明顯，當(dāng)組裝工藝和設(shè)計(jì)不合理時(shí)，鈦酸鋰電池系統(tǒng)的脹形將是整體的。如果是單體電池，應(yīng)考慮是否發(fā)生嚴(yán)重的裂紋衰減、產(chǎn)氣量等。
電池泄漏，首先要確認(rèn)泄漏的位置，是耳朵還是注入口，最后要確定電池外殼是否設(shè)計(jì)或運(yùn)行有問(wèn)題，如沒(méi)有密封的鋁塑膜、沒(méi)有焊接的注入孔等。
如果發(fā)現(xiàn)電池表面腐蝕，應(yīng)考慮電解液噴射或電池泄漏引起的腐蝕，或短路碰撞和電池電化學(xué)腐蝕引起的外殼腐蝕。當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)及時(shí)消除。
二?；倦娀瘜W(xué)性能測(cè)試
1。電池ocv、ir和體積（厚度）的測(cè)量
要獲得一批電池，首先要測(cè)量OCV、IR、體積（厚度）等電池參數(shù)。測(cè)試ocv可以確認(rèn)電池的異常初始狀態(tài)。測(cè)試IR可以及時(shí)鎖定電池，以觀察后續(xù)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，如開(kāi)裂、微短路等。對(duì)測(cè)試體積或厚度的解釋很少，電池在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)膨脹。有關(guān)凸起的原因，請(qǐng)參閱本文末尾的鏈接。
2.電池容量確認(rèn)
通常需要確認(rèn)電池容量2～3倍。為什么不再來(lái)一次？擔(dān)心不準(zhǔn)確是沒(méi)有意義的。
電池容量測(cè)試通常選擇0.5c或1c電流。現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為1c充放電?？纯从卸嗌偃萘俊．?dāng)然，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，0.5c的放電容量將超過(guò)1c。~
此外，在常規(guī)容量確認(rèn)后，電池需要在低電流下充電和放電，以消除極化阻抗的影響，通常是小于或等于。此時(shí)，電流足夠小，極化足夠小，可以暫時(shí)忽略，顯示電池容量、中壓、周期曲線等基本信息。
具體來(lái)說(shuō)，如果條件允許，外部電壓數(shù)據(jù)采集器可以準(zhǔn)確測(cè)量電池的電壓容量曲線。差分處理后，可以進(jìn)一步顯示電池的內(nèi)部狀態(tài)，通過(guò)峰值位置的變化判斷電池的劣化程度和類(lèi)型。
3。三電極
由于電流通過(guò)電池系統(tǒng)，導(dǎo)致電極的解電壓降和極化，因此很難精確地確定工作電極的電位，這需要引入?yún)⒖茧姌O。參考電極具有非常穩(wěn)定的電位，電流不會(huì)在不通過(guò)參考電極的情況下產(chǎn)生極化，因此可以通過(guò)參考電極獲得工作電極的電位，并且可以通過(guò)工作電極輔助電極電路獲得電流。電化學(xué)測(cè)試通常考慮三電極法，鋰電池也是如此。
通過(guò)對(duì)三個(gè)電極的處理，可以清楚地分辨正負(fù)電極的電位，并確定哪一方存在問(wèn)題和潛在偏差。
此處，需要考慮的是參比電極，一般是鋰金屬電極，需要放置到正負(fù)極之間，而不僅僅是電池內(nèi)部。
制作三電極要保證盡可能不影響電池本身的狀態(tài)，避免短路，接觸影響。
4.EIS測(cè)試
EIS（ElectrochemicalImpendence Spectroscopy）就是電化學(xué)阻抗譜，對(duì)電化學(xué)來(lái)說(shuō)，阻抗能否進(jìn)行很好的擬合、分析，代表電池的分析能否準(zhǔn)確。
根據(jù)能量守恒定律，凡事都會(huì)消耗能量，而阻抗就是精確測(cè)量這某一部分能量如何被消耗的。
簡(jiǎn)單的電池阻抗圖譜，Nyqist圖，bode-頻率圖，可以直觀的判斷電池的反應(yīng)，經(jīng)歷的幾個(gè)界面，各自的阻抗大小，后續(xù)的擴(kuò)散部分如何等。
通常來(lái)講，阻抗圖是對(duì)比著看，也就是拿一個(gè)已知的，一個(gè)未知的，相互對(duì)照著看，才能更加直觀的看出孰優(yōu)孰劣，優(yōu)勢(shì)在何處，劣勢(shì)在何處。以后的改進(jìn)方向在何方，或者問(wèn)題點(diǎn)可能出現(xiàn)的位置在哪里。
三電極+EIS阻抗，會(huì)提供更加豐富的信息，更可以把電池的阻抗具體分為正負(fù)極各自的阻抗，更加清晰的描繪出電池內(nèi)部阻抗的分布情況。能夠在不暴力性破壞電池的情況下，給出的電池的具體信息。
三、鋰電池性能測(cè)試
鋰電池在經(jīng)過(guò)基本的電化學(xué)性能測(cè)試后，可以進(jìn)行深度的性能研究，挑選出一致性好、阻抗低的電池來(lái)進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試。
1.循環(huán)壽命
鋰電池循環(huán)次數(shù)多少，反應(yīng)的是電池可以反復(fù)充放電用多少次。根據(jù)鋰電池使用的環(huán)境不同，循環(huán)壽命可以測(cè)試電池在低溫下、常溫下以及高溫下的循環(huán)壽命能達(dá)到多少。通常根據(jù)電池的用途選擇電池的廢棄標(biāo)準(zhǔn)，如果電池用于動(dòng)力電池（電動(dòng)車(chē)、電動(dòng)叉車(chē)）等，一般選擇放電容量維持率為80%時(shí)作為廢棄的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，而電池如果用于儲(chǔ)能、蓄電等則可以放寬到60%。我們常常接觸的電池，如果放電容量/初始放電容量低于60%也就沒(méi)必要用了，堅(jiān)持不了半天。
2.倍率
現(xiàn)如今，鋰電池不僅用于3C，在動(dòng)力電池的應(yīng)用上也越來(lái)越多，電動(dòng)車(chē)在不同工況下行駛，需要變換電流。在生活節(jié)奏很快的當(dāng)下，電動(dòng)車(chē)充電樁短缺對(duì)鋰電池快速充電的要求也越來(lái)越高。所以，需要對(duì)鋰電池的倍率性能進(jìn)行測(cè)試。可以根據(jù)動(dòng)力電池國(guó)標(biāo)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外電池廠都有生產(chǎn)特殊的高倍率電池，以滿足市場(chǎng)需要，高倍率電池的設(shè)計(jì)可以從活物質(zhì)種類(lèi)、極片面密度、壓實(shí)密度、極耳選擇、焊接工藝以及裝配工藝來(lái)著手，感興趣的朋友可以自己了解。
3.安全性測(cè)試
安全性可以是電池使用者最關(guān)心的問(wèn)題了，無(wú)論是手機(jī)電池的爆炸、還是電動(dòng)車(chē)的著火等都足夠讓人們膽戰(zhàn)心驚。鋰電池的安全性是必須要經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的項(xiàng)目，安全檢驗(yàn)內(nèi)容包括過(guò)充電、過(guò)放電、短路、跌落、加熱、震動(dòng)、擠壓、針刺等等，不過(guò)依鋰電派來(lái)看，這些安全性測(cè)試都是被動(dòng)的安全測(cè)試，意思就是拿塊電池放在拿讓外來(lái)物主動(dòng)來(lái)破壞電池來(lái)測(cè)試電池足夠安全。在送檢的時(shí)候，需要對(duì)電池、模塊進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)來(lái)過(guò)了安全檢測(cè)，但是在實(shí)際使用過(guò)程中，例如電動(dòng)車(chē)失控撞上別的車(chē)或物，是不規(guī)則的碰撞，可能會(huì)面臨更復(fù)雜的情況，但是這樣來(lái)說(shuō)測(cè)試的成本更高，只能選擇相對(duì)來(lái)說(shuō)靠譜的測(cè)試內(nèi)容。目前市場(chǎng)上的電池以三元電池、磷酸鐵鋰電池為主，三元電池由于材料在高溫下的結(jié)構(gòu)坍塌會(huì)不穩(wěn)定，比磷酸鐵鋰電池的安全性要差很多，但是其能量密度又比磷酸鐵鋰高，所以兩種體系在并存發(fā)展。
此外，還有低溫下放電、高溫下放電等性能需要測(cè)試。
