第十二章 電池性能測試

1、第十二章 電池性能測試方法呂京美E-mail : 密碼： 2009electro Tel:677985主要內(nèi)容n1. 充放電性能與容量測試n2. 循環(huán)性能測試n3.自放電與儲存性能測試n4. 內(nèi)阻測試n5. 內(nèi)壓測試n6. 溫度特性測試n7. 安全性能測試關(guān)于電池性能測試n電池的性能包括容量、電壓特性、內(nèi)阻、自放電、溫度性能、循環(huán)性能等。對于不同種類的電池檢測的手段與檢測的指標不同。原電池的檢測，如容量的檢測是破壞性的，其容量在檢測后不可恢復；而二次電池對容量的檢測不具有破壞性，只有在進行壽命測試時才具有破壞性。部分電池性能的測試技術(shù)也同樣可以用于單個電極的性能測試，

2、比如充放電性能與容量測試、循環(huán)性能測試、自放電性能測試等 。 1. 充放電性能與容量測試 (1) 放電性能與容量測試 n放電實驗中，測量電池的放電時間和工作電壓、終止電壓等參數(shù)，繪出工作電壓隨放電時間的變化曲線，即放電曲線。常見的放電方式是恒電流放電、恒電阻放電、恒功率放電。也可采用連續(xù)放電或間歇放電。n在討論電池的放電性能時，須標明具體條件（放電方式、放電電流、放電終止電壓、環(huán)境溫度）n恒電流放電，通過電流與放電時間的乘積就可以得到化學電源的容量。恒電阻放電和恒功率放電情況下，須通過放電電流對放電時間的積分計算電池的實際容量。 化學電源放電原理示意 3種不同放電方式鎘鎳電池放電曲線 (額定容

3、量 650mAh)（2）充電性能測試 n充電時，需要將其正負極分別與外電源的正負極分別連接。需要研究的參數(shù)包括充電電壓的高低、充電終止電壓、充電效率等n充電方式：恒電流充電和恒電壓充電。 鉛酸電池、 MH-Ni 電池、Cd-Ni電池等多采用恒電流的方式，而鋰離子電池考慮到安全性等問題，常采用先恒電流再恒電壓。通常是先根據(jù)電池中使用的活性物質(zhì)與電解液體系等選定恒電流充電時的終止電壓，當恒電流充電時電池的電壓達到終止電壓后，改用恒電壓充電方式充電到預定的某個較小的電流或一定時間后停止充電。n充電效率也稱為充電接受能力，是指電池充電過程中用于活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化的電能與充電時所消耗的總電能之比，常用百分數(shù)表

4、示。充電效率越高，電池接受充電的能力越強。充電方式、充電電流的大小、環(huán)境溫度等直接影響充電效率。 充電初期的充電效率接近100%，充電后期由于電極極化增大，電極上伴隨有氣體析出，充電效率較低 。 n充電電壓較低、變化速率較慢，說明電池在充電過程中的極化較小，充電效率較高，電池的使用壽命就可能更長。較高的充電終止電壓，說明電池內(nèi)阻較大，電池內(nèi)壓和溫度較高，對鋰離子電池則可能導致電解液分解和活性物質(zhì)的不可逆相變，使電池性能惡化 n充電終止的控制方式 ： 時間控制 溫度控制 電壓控制 電壓降控制 電流控制 2. 循環(huán)性能測試 n與充放電性能測試基本一致，只是在壽命測試過程中反復重復充放電測試過程，直

5、到容量降低到某一規(guī)定值。一般規(guī)定為容量降低至初始容量的60%左右。循環(huán)性能良好的電池，在經(jīng)過多次循環(huán)后，不僅要容量衰減不超過規(guī)定值，其電壓特性也應(yīng)該無大的衰減。 3. 自放電與儲存性能測試 n自放電速率用單位時間內(nèi) 容量降低的百分數(shù)來表示 t 為儲存時間，常用天、月或年表示； C1、C2為儲存前后電池的容量 實際測試還用一定時間內(nèi)容量的保持率來表示 在儲存過程中，由于活性物質(zhì)的鈍化、部分材料的分解變質(zhì)等原因，引起電池性能衰退。儲存前后的容量測試條件應(yīng)完全一致 由自放電引起的容量損失可通過再次充電的方法得到恢復，但是電池長期儲存后，內(nèi)部物質(zhì)可能發(fā)生不可逆變化，這時的容量損失一般是不可逆的，很難用

6、常規(guī)的充電方法恢復。 4. 內(nèi)阻測試 n通常內(nèi)阻低的電池其電壓特性也較好。容量越高的電阻其內(nèi)阻越低。n在實際生產(chǎn)檢測中，內(nèi)阻常用交流或直流的方法檢測交流直流5. 內(nèi)壓測試n二次電池在充電后期及過充電時，由于電極過程副反應(yīng)的發(fā)生或電解液的分解，電池內(nèi)部會產(chǎn)生一定的氣體累積，導致內(nèi)部電壓升高n測量內(nèi)壓有破壞性和非破壞性：破壞性是在電池中放置一個壓力傳感器，記錄充電過程中的壓力變化。非破壞性測量的基本原理是在一定區(qū)間內(nèi)，電池殼體因為內(nèi)部氣體壓力產(chǎn)生的應(yīng)變與內(nèi)壓大小有關(guān)，并可以確定其關(guān)系，采用精密餓微小形變測量工具，準側(cè)電池殼體的微應(yīng)變，進而反應(yīng)電池內(nèi)壓。6. 溫度特性測試n電化學反應(yīng)速率、電解液的黏度與導電性與環(huán)境溫度有很大關(guān)系，因此溫度對電池性能的影響會較大n進行高低溫檢測實驗所需的電源設(shè)備與充放電性能測試基本一致，只是在恒溫箱中測試不同溫度下的電池性能。7. 安全性能測試n密封型二次電池，在過充或過放的情況下，都會引起氣體在電池內(nèi)部的累積，導致內(nèi)壓迅速升高，大部分密封型電池都設(shè)計了安全閥，其在一定壓力作用下會開