锂电池钝化及其测试

存储环境温度大小对电池钝化的影响
以孚特公司生产的ER14250电池为例，样品电池分别在-30℃、20℃以及82℃等不同 温度下带载20uA存放2个月以上，工作电压与温度的关系曲线如图2所示。因20uA负载 电流相对ER14250电池属于小电流，在-30℃~85℃温度范围内工作电压均大于3.5V， 各温度条件下均未出现“电压滞后”的现象。当电池应用的负载电流达到10mA左右， 且用电设备安装在户外时，遭遇长期的太阳暴晒、高温等恶劣环境，电池会出现钝化 现象。
电流大小对电池钝化的影响
电池的钝化程度与存储时的存储时间、电流、存储温度以及机械运动 等有关。钝化现象通常会随着存储时间和温度的增加而增加，同时电池 钝化程度与负荷电流关系密切，如下图1所示。 A小电流 没有电压 延迟。 B中等电流 电压位 于截至电压之上。
C大电流 电压立即 下降到截止电压之 下。
c） 时间继电器、开关。
3.1.2 主要测试仪器 电压滞后时间的测量按如下步骤进行：
a） b） 按抽样方案抽取电池取样：室温放置6个月或高温下放置规定时间后再冷却12h至室温； 将单体电池试样的正负极两端与电化学工作站或放电柜连接，并开始记录试样的电压；
c） 将试样、电化学工作站（放电柜）、330Ω 精密电阻、时间继电器、开关串 联形成一个闭合回路，图3所示； d） 合上开关，使试样与精密电阻连通，连续记录电压的变化，得到放电2s或 更长时间内的电压变化曲线。
图1锂/亚硫酰氯电池放电时瞬间电压变化曲线
储存环境温度大小对电池钝化的影响
锂/亚硫酰氯电池的存储环境以及应用环境与电池钝化程度关系密切。
存储环境温度越高，应用环境温度越恶劣，电池钝化速度越快，电压滞后
越严重。而在中国北方地区冬季低温环境的应用条件下，虽然不会加速电 池钝化，但因电池内部活性物质在低温环境下反应速度较慢，电池输出能 力下降，导致电压低于用电器的截止电压，表现为“电压滞后”现象。因 此，在用电器设计、使用过程中应充分考虑电池钝化后，电压滞后的影响。
电压采集
电化学工作站 K R
电池
指定环境
图3电压滞后时间测试电路原理图
3.2高温加速测试方法
为了缩短时间、节约费用、快速地评价电池产品的钝化状态，可以进行高 温加速试验。国际上通行的认识是，高温60℃储存1天相当于室温存放18天。所 以，通常的测试方法是：将样品电池在60℃±2℃环境下分别储存30天及100天， 再在室温下冷却12h至室温，然后在室温下以330Ω 恒电阻（约10mA电流）放电。
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3.1 电压滞后时间测试方法
以ER14250电池电压滞后时间测试方法为例，具体测试方法如下:
3.1.1 主要测试仪器 电压滞后时间试验的主要测试仪器如下：
a） b） 电化学工作站或放电柜（如示波器、精密快速电压测试仪等）：采样精度不低于0.01s； 精密电阻：330Ω 恒阻（约10mA电流）偏差±0.01Ω ；
读取放电2s或更长时间内的电压变化情况。具体测试步骤同3.1.2 b）~d）
通过电流放电可以消除钝化，通常称为“电池激活”，一旦电池钝化消
除，这就意味着电池将不会再次钝化，除非停止放电使电池在开路情况下放置 一段较长时间。
孚特公司生产的ER14250电池常温存放2年内，330欧姆（相当于10mA）负载 条件下TMV典型值变化曲线如下图4所示。
图2 ER14250锂/亚硫酰氯电池20uA（≈180k Ω带载电流）工作电压与环境温度关系曲线图
随着存储时间的延长，锂亚电池的TMV值逐渐下降。若存储时间较长，投入
使用前需进行“去钝化”处理，这需要电池专业厂家进行。建议终端生产厂商
尽量使用库存时间1年内的锂亚电池。对库存电池激活一般采用大电流短时间 激活方式。