锂电池钝化及其测试
锂电池生产技术测试题及答案
四川鑫唐新能源科技有限公司
技术部培训后考核试题(满分120分)
姓名:工号:部门:分数:
一、填空题(每空1分,共40分)
1、混料浆料出料前检验项目:固含量、粘度、细度。
2、配料的工艺有干法、湿法、螺杆式三种;配料的体系有水系和油系两种。
3、配料工序潜在的问题有加料顺序错误、搅拌时间过长、搅拌时间过短、搅拌速度过慢、搅拌速度过快、真空度过低、搅拌设备漏油、浆料有气泡、颗粒、粉尘大(答对6项得分)等。
4、涂布工序控制点:环境温湿度、涂布面密度、箔材尺寸、涂布速度、烘箱温度、敷料宽度、极带上下涂层错位(答对4项得分)等。
5、涂布的方式有单面连续涂布、单面间隙涂布、双面连续涂布、双面间隙涂布。
6、涂布工序潜在的问题有料槽液面高度过低或过高、走速过慢、走速过快、烘箱温度过高、烘箱温度过低、激光测厚仪失效、导轨不干净、纠偏和张力失效、刀口损伤、挡板磨损(答对6
项得分)等。
7、压实密度的算法:极带涂布净面密度/(极带辊压后厚度-基材厚度),磷酸铁锂材料的压实密度一般不超过cm3,压实密度对电池容量、充放电效率、内阻、循环性(答对2项得分)等电性能有一定的影响,辊压有冷压、热压工艺,辊压方式有一次辊压成型和二次辊压成型。
8、锂电池制造过程中的天敌:水分、毛刺或金属颗粒、粉尘。
9、配料、涂布、辊压、制片、电芯烘烤、电池烘烤(答对4项得分)是本公司的关键工序。
10、叠片的作用是将正、负极片与隔膜良好的叠和,常见的有叠片和卷绕两种方式,本公司的叠片方式为Z字型叠片。
11、组装是将电芯与极柱、外壳组装成电池;方式有螺杆连接、热熔焊接、超声焊接、激光焊接。
锂电池钝化及其测试
a) 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;
b) 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;
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。
人有了知识,就会具备各种分析能力, 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书,广泛阅读, 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍,我们能丰富知识, 培养逻辑思维能力; 通过阅读文学作品,我们能提高文学鉴赏水平, 培养文学情趣; 通过阅读报刊,我们能增长见识,扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操, 给我们巨大的精神力量, 鼓舞我们前进。
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:
锂电池hipot电阻测试不良原因分析
锂电池hipot电阻测试不良原因分析
一、电压不一致,个别偏低
1.自放电大造成电压低
电芯自放电大,使其电压降低比其它快,电压低可以通过存贮后检电压来消除。
2.荷电不均造成电压低
电池检测后在荷电时,由于接触电阻或检测柜荷电电流不一致造成电芯荷电不均。在短时间存放(12小时)测电压差别很小,但长
期存放时电压差别较大,这种低电压并无质量问题,可以通过充电解决。在生产中荷电后存放超24小时测电压。
二、内阻偏大
1.检测设备差别造成
如果检测精度不够或者不能消除接触电组,将造成显示内阻偏大,应采用交流电桥法原理测试内阻仪器检测。
2.存放时间过长
锂电池存放过长,造成容量损失过大,内部钝化,内阻变大,可以通过充放活化来解决。
3.异常受热造成内阻大
电芯在加工(点焊、超声波等)使电池异常受热,使隔膜产生热闭合现象,内阻严重增大。
三、锂电池膨胀
1.锂电池充电时膨胀
锂电池在充电时,锂电池会自然产生膨胀,但一般不超过0.1mm,但过充电就会造成电解液分解,内压增大,锂电池膨胀。
2.加工时膨胀
一般是出现加工异常(如短路、过热等)造成内部受热过大电解液分解,锂电池膨胀。
3.循环时膨胀
电池在循环时,厚度会随着循环次数增加而增加,但超过50周次以后基本不在增加,一般正常增加量在0.3~0.6mm,铝壳较为严重,此种现象属于正常电池反应造成。但如果增加壳体厚度或减少内部物料可以适当减轻膨胀现象。
四、点焊后电池有掉电现象
铝壳电芯在点焊后电压低于3.7V,一般是因为点焊电流过大致使电芯内部隔膜击穿而短路,造成电压下降过快。
一般是点焊位置不正确所致,正确点焊位置应该在底部或有标记“A”或“—”侧面点焊,无标识侧面和大面是不能点焊的。另外有些是点焊镍带可焊性太差,因此必须使用很大电流点焊,致使内部耐高温胶带也不能起作用,造成电芯内部短路。
电池制成工序(修正)
一、检测车间工艺流程(以2、3厂为例)
化成:在形成SE膜时 消耗电解液
<5>换盘:将电芯的 分选盘换为拘束盘.1 盘/4分钟,共4台
<3>拔钉:橡胶钉拔 除(1次拔2只电芯,共 2台)
<6>化成柜:通过充 电方式将电芯激活, 形成SEI,使内部环境 稳定. 约4小时
<4>人工全检:人工 全检拨钉效果;钹钉 进料→人工全检(复拔、 替换)→放行
一、检测车间工艺流程(以2、3厂为例)
1、 详细流程
高温浸润→拔钉→换盘→化成 →换盘→二次注液→换盘→充 电→OCV1→换盘→高温老化 →OCV1.5→降温→OCV1.6→分 容→三次注液→封口→人工全 检→静置→OCV2→自放电 2D→OCV3→人工全检→机械分 选→(人工分选、人工返修)成 品库→pack
一、检测车间工艺流程(以2、3厂为例)
2、化成 <1>流程:拔钉→人工全检→换盘→入库化成→二次注液车间(二注前换盘) <2>化成作用 ①激活电池:电池制造过程中的化成是一个非常重要的环节,它可以激活电池中的活性物质,使 锂电池活化 ②生成稳定的内部环境:通过一系列工艺措施使电池性能趋于稳定,包括小电流充放,静置, 60℃以下的恒温静置等,也有专门指首次充电池完成电极活化的充放电 ③形成保护层:电池中的活性物质借助第一次在电,使电极形成一层钝化膜,而在锂电池负极侧 形成的膜称为固态电解质界面膜(SEI膜)。该层膜可有效阻止副反应的发生,从而减少锂电池中活 性锂的损失。SEI膜对鲤电池循环寿命,初始容量损失,倍率性能等有很大影响,有利于电池的稳 定性 ③改善电池的充放电性能及自放电、储存等综合性能.电池制造后,通过一定的充放电方式将内部 正负极物质激活,改善电池的充放电性能及自放电,储存等综合性能
锂离子电池原理及正负极材料关键问题
锂离子电池原理及正负极材料的关键问题
锂电池是一类以金属锂或含锂物质作负极的电的化学源总称,自1991年锂离子电池问世并商业化生产以来,锂离子电池因具有高的比能量,长循环寿命,低自放电和绿色环保等一系列优点,受到当今社会的广泛关注和大力发展。
一、基本原理
所谓锂离子电池是指分别用两个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的活性物质作为正负极构成的二次电池。电池充电时,锂离子从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,放电时,锂离子则从负极脱出,插入正极。
以将炭材料为负极,以含锂的化合物作正极的锂电池为例。在充放电过程中,
没有金属锂存在,只有锂离子。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很
多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容
量越高。同样,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层
中的锂离子脱出,又运动回正极。回正极的锂离子越多,放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。在Li-ion的充放电过程中,锂离子处于从
正极一负极一正极的运动状态。Li-ion Batteries就像一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就象运动员一样在摇椅来回奔跑。所以Li-ion Batteries又叫
摇椅式电池。
正极反应:放电时锂离子嵌入,充电时锂离子脱嵌。
Charge
LiCcO2 « f Lh-x CoOa ♦ xLi* + xe-
Discharge
正极可选材料很多,目前主流产品多采用锂铁磷酸盐
负极反应:放电时锂离子脱插,充电时锂离子插入。
解析锂电池八大使用说明
解析锂电池八大使用说明
一、如果电池长时间地不使用,那么最好是充入左右地电量在℃地温度下保存,并每半年左右补一次电;
二、在电池地长期使用过程中往往大家有一个认识上地误区,我有必要跟大家说说,大家往往认为电池地使用次数是一定地,比如是次,所以呢每一次都要充分地利用,所以就要求每一次充电一定要尽量地充满,每一次放电呢要尽量地放干净,似乎这样使用才是最有效地利用,其实不然,电池地使用寿命跟你地使用情况是存在一定地关系,假如你电池地循环寿命是次地话,如果你使用得当,那么也许它可以使用次,所以说正确地使用方法是充电不要充太满,左右就够了,在使用过程中看到电量低了,马上就可以充电,而不要等到它自动关机甚至自动关机以后还不进行充电,我们在实验室曾经做过这样地试验:地电池地使用寿命比地电池地使用寿命长左右;
三、充电电池地标称电压目前均可以做到地水平,早期刚出来地锂镍钴锰三元材料,由于技术工艺原因,标称电压只有,所以也就有了锂电池地叫法,但随着配方地不断改进和结构地完善,电池地标称电压已达到.
四、对于直充和座充地问题,我认为,如果时间允许地情况下最好用座充,这样既可以延长电池地使用寿命同时也可以增加单次地充电容量,当然也可以使用一些外接地应夏季,如移动电源类地!
五、对于刚买地新电池,有人说前三次充电必须要充十几个小时以便充分地激活电池,我认为没有这个必要,当然对于新电池来说前几次地容量可能比以后会有所减少,那是电池长期存储,活性物质表面钝化造成地,我认为前几次充电用座充充到绿灯亮以后一两个小时足够了,当然充电时间会随你地充电器地充电电流和你电池地容量地不同会有变化,总之并不是充电时间越长越好,这样非但不能激活电池,相反会影响寿命,严重地话(如果你地充电器电压精度控制不够)还会爆炸.
动力锂电池的检测标准
动力锂电池的检测标准
动力锂电池的检测标准通常包括多个方面,旨在确保其安全性、性能和质量。以下是一些常见的动力锂电池检测标准:
安全性测试:
短路测试:检测电池是否在短路条件下发生异常反应。
过充电测试:模拟电池过充电情况,验证其过充电保护机制的有效性。
过放电测试:模拟电池过放电情况,验证其过放电保护机制的有效性。
温度稳定性测试:在高温或低温条件下测试电池的性能和稳定性。
电性能测试:
容量测试:测量电池的实际容量,确保其符合规定标准。
放电性能测试:测试电池在不同负载条件下的放电性能。
充电性能测试:测试电池在不同充电条件下的充电性能。
内阻测试:测量电池的内部电阻,评估电池的电导率和功率性能。
循环寿命测试:
充放电循环测试:模拟电池在正常使用条件下的充放电循环,评估其寿命和稳定性。
快充循环测试:测试电池在快速充电条件下的循环寿命。
环境适应性测试:
温度适应性测试:在不同温度条件下测试电池的性能,确保其在广泛的温度范围内能够正常工作。
湿度适应性测试:测试电池在高湿度环境下的性能。
外观和结构检测:
外观检查:检查电池外壳、连接器等外观部分,确保没有明显的缺陷或损坏。
尺寸和形状检测:测量电池的尺寸和形状,确保符合规定标准。
标签和标识检测:
标签完整性检查:检查电池上的标签是否完整、清晰可辨,包括规定的标识和警告标语。
运输和储存测试:
振动测试:模拟电池在运输和使用中的振动环境,确保其结构和性能不受影响。
冲击测试:检测电池在运输和使用中的冲击耐受性。
这些测试标准可以根据电池的具体用途和规模而有所不同。制造商通常会遵循国际标准、行业标准和客户要求来进行动力锂电池的检测和认证。
锂电池维护手机锂电池维护和充电技巧以及常见误区解析
锂电池维护手机锂电池维护和充电技巧以及常见误区解
析
现在的数码产品,包括苹果的iPhone手机,iPad平板电脑大多用的
是锂电池,很多用户在使用锂电池过程中常常会进入误区,影响了锂电池
的使用寿命。那么,锂电池在使用的过程中应该要注意些什么呢下面我们
就和各位讲讲锂电池维护和充电技巧以及常见误区解析,希望对大家有帮助。
手机锂电池维护和充电技巧以及常见误区解析三联
大部分对锂电池使用的误区是因为对相关名词的误解而产生的,所以,有必要专门解释下。
1.记忆效应
镍氢充电电池上常见的现象。具体表现就是:如果长期不充满电就开
始使用电池的话,电池的电量就会明显下降,就算以后想充满也充不满了。所以保养镍氢电池的重要方式就是:电必须用完了才能开始充电,充满了
电了才允许投入使用。现在常用的锂电池的记忆效应是可以小到忽略不计的。
2.完全充电,完全放电
这个是针对锂电池来说的。
完全放电就是指把用电智能设备,如手机,调整到最低功率状态耗去
电量直到手机自动关机的过程。
完全充电就是指把完全放电的用电智能设备,如手机,接到充电器上
直到手机上提示“充满”的过程。
3.过度放电
这也是针对锂电池来说的。完全放电后锂电池内部还会留有少量电量,但这部分电量对于锂电池的活性和寿命至关重要。过度放电:完全放电后,如果继续采用其它方式,如:强行再次开启手机、电池接小灯泡耗费残留
电量的话,这叫过度放电,会对锂电池造成不可逆转的伤害。
4.保护芯片
锂电池对充放电时对接入的电流电压有极为严格的要求,为了保护电
池不因为外界电环境失常而损坏,电池本体内部会设置管理电池工作状态
锂电池生产技术测试题及答案
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技术部培训后考核试题(满分120分)
姓名:工号:部门:分数:
一、填空题(每空1分,共40分)
1、混料浆料出料前检验项目:固含量、粘度、细度。
2、配料的工艺有干法、湿法、螺杆式三种;配料的体系有水系和油系两种。
3、配料工序潜在的问题有加料顺序错误、搅拌时间过长、搅拌时间过短、搅拌速度过慢、搅拌速度过快、真空度过低、搅拌设备漏油、浆料有气泡、颗粒、粉尘大(答对6项得分)等。
4、涂布工序控制点:环境温湿度、涂布面密度、箔材尺寸、涂布速度、烘箱温度、敷料宽度、极带上下涂层错位(答对4项得分)等。
5、涂布的方式有单面连续涂布、单面间隙涂布、双面连续涂布、双面间隙涂布。
6、涂布工序潜在的问题有料槽液面高度过低或过高、走速过慢、走速过快、烘箱温度过高、烘箱温度过低、激光测厚仪失效、导轨不干净、纠偏和张力失效、刀口损伤、挡板磨损(答对6
项得分)等。
7、压实密度的算法:极带涂布净面密度/(极带辊压后厚度-基材厚度),磷酸铁锂材料的压实密度一般不超过2.5g/cm3,压实密度对电池容量、充放电效率、内阻、循环性(答对2项得分)等电性能有一定的影响,辊压有冷压、热压工艺,辊压方式有一次辊压成型和二次辊压成型。
8、锂电池制造过程中的天敌:水分、毛刺或金属颗粒、粉尘。
9、配料、涂布、辊压、制片、电芯烘烤、电池烘烤(答对4项得分)是本公司的关键工序。
10、叠片的作用是将正、负极片与隔膜良好的叠和,常见的有叠片和卷绕两种方式,本公司的叠片方式为Z字型叠片。
11、组装是将电芯与极柱、外壳组装成电池;方式有螺杆连接、热熔焊接、超声焊接、激光焊接。
锂电池盐雾
锂电池盐雾
锂电池盐雾测试是一项常见的电池性能测试方法,用于评估锂电池在恶劣环境条件下的耐久性和可靠性。这种测试方法通常用于模拟海洋气候环境或者其他含有盐分的环境,以便更好地了解锂电池在这些环境下的表现。
在锂电池盐雾测试中,锂电池样品会被放置在一个特制的测试箱中,该箱内喷洒含有盐分的水雾。通过模拟海洋环境中的盐雾腐蚀,可以评估电池的抗腐蚀性能和防护性能。这种测试方法可以帮助电池制造商确定锂电池在海洋环境中的可靠性,从而为相关行业提供更可靠的电源解决方案。
锂电池盐雾测试的结果可以帮助电池制造商改进产品设计,提高锂电池的抗腐蚀性能和耐久性。通过对锂电池进行盐雾测试,可以评估电池的密封性能和材料的耐腐蚀性能,从而提高电池的使用寿命和安全性。
然而,锂电池盐雾测试并非是万能的,它只能提供一定程度上的参考。因为海洋环境中的盐雾腐蚀是一个复杂的过程,受到多种因素的影响,如盐雾浓度、温度、湿度等。因此,锂电池在实际海洋环境中的表现可能与盐雾测试结果有所不同。
总的来说,锂电池盐雾测试是一项重要的电池性能测试方法,可以评估电池在海洋环境中的可靠性。然而,我们需要意识到盐雾测试
只是一种模拟,真实环境中的情况可能更加复杂。因此,在使用锂电池时,还需要根据实际情况进行适当的防护和维护,以确保电池的正常运行和安全使用。
锂电池的化成和分容
一二三
四
锂电池的化成和分容什么是化成和分容
化成:一般指对初次充电的电池实施一系列工艺措施使之性能趋于稳定,包括,小电流充放电,恒温静置等。
分容:简单理解就是容量分选、性能筛选分级。
锂电池的应用
锂离子电池具有能量密度高、环境友好、无记忆效应、循环寿命长、自放电少等突出的优点,是移动电话、摄像机、笔记本电脑、便携式测量仪等电子装置小型轻量化的理想电源,也是电动汽车、军用的理想轻型高能动力源。锂电池生产工艺复杂,属资本密集型产业。下面请让我们一起来初步了解锂电池的化成和分容吧。
锂电池的化成
在锂离子电池首次充放电过程中作为锂离子电池的极性非质子溶剂不可避免地都要在电极与电解液界面上反应,形成覆盖在电极表面上的钝化薄膜,称为电子绝缘膜或固体电解质相界膜即SEI膜,据报导得知:钝化膜由Li2O、LiF、LiCl、Li2CO3、LiCO2-R、醇盐和非导电聚合物组成,是多层结构,靠近电解液的一面是多孔的,靠近电极的一面是致密的。SEI膜的形成对电极材料的性能产生至关重要的影响。一方面,SEI膜的形成消耗了部分锂离子,使得首次充放电不可逆容量增加,降低了电极材料的充放电效率;另一方面,SEI膜具有有机溶剂不溶性,在有机电解质溶液中能稳定存在,并且溶剂分子不能通过该层钝化膜,从而能有效防止溶剂分子的共嵌入,避免了因溶剂分子共嵌入对电极材料造成的破坏,因而大大提高了电极的循环性能和使用寿命。化成的质量决定了SEI 膜的好坏,直接接影响到电池的循环寿命、稳定性、自放电性、安全性等电化学性能。因此电池企业都会根据其生产实际,研究总结出一套合适的化成和分容的工艺流程及参数,以保证电池可以获得最大的容量、最好的稳定性和最长的寿命。电池的化成需要长时间充放电,充电时不但需要精准地控制充放电的电压或电流的高低大小,还要精准地控制充放电电压和电流的的脉冲波形,以防止SEI膜阻抗增大,从而影响锂离子电池的倍率放电性能,并提高化成过程的生产效率。比如对于磷酸铁锂体系,当充电电压大于3.7V时,可能会使磷酸铁锂的晶格结构造成破坏,从而影响电池的循环性能。
锂电池第一次充电正确方法
• ★那么称之为"第二次激活"也是可以的,用户初次使用的"新"电池尽量进行几次 深充放循环. • ●然而据我的测试(针对锂离子电池),存储期在1~3个月之内的锂离子电池, 对 它进行深充深放的循环处理,其容量提高现象几乎不存在.(我在专题讨论区有关 于电池激活的测试报告) • 〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓 • 3.前三次要充12小时吗 • 这个问题是紧扣上面的电池激活问题的,姑且设出厂的电池到用户手上有电极 钝化现象,为了激活电池进行深充深放电循环3次.其实这个问题转化为深充是 不是就是要充12个小时的问题.那么我的另一片文章"论手机电池的充电时间" 已经回答了这个问题. • ★★★答案是不需要充12小时. • 早期的手机镍氢电池因为需要补充和涓流充电过程,要达到最完美的充饱状态, 可能需要5个小时左右,但是也是不需要12个小时的.而锂离子电池的恒流恒压 充电特性更是决定了它的深充电时间无需12个小时. • 对于锂离子电池有人会问,既然恒压阶段锂离子电池的电流逐渐减小,是不是当 电流小到无穷小的时候才是真正的深充.我曾经画出恒压阶段电流减小对时间 的曲线,对它进行多次曲线拟合,发现这个曲线可以用1/x的函数方式接近与零电 流,实际测试时因为锂离子电池本身存在的自放电现象,这个零电流是永远不可 能到达的.
• 在实际应用中,消除记忆效应的方法有严格的规范和一个操作流 程.操作不当会适得其反. • 对于镍镉电池,正常的维护是定期深放电:平均每使用一个月(或30 次循环)进行一次深放电(放电到1.0V/每节,老外称之为exercise), 平常使用是尽量用光电池或用到关机等手段可以缓解记忆效应的 形成,但这个不是exercise,因为仪器(如手机)是不会用到1.0V/每 节才关机的,必须要专门的设备或线路来完成这项工作,幸好许多 镍氢电池的充电器都带有这个功能. • 对于长期没有进行exercise的镍镉电池,会因为记忆效应的累计, 无法用exercise进行容量回复,这时则需要更深的放电(老外称 recondition),这是一种用很小的电流长时间对电池放电到0.4V每 节的一个过程,需要专业的设备进行. • 对于镍氢电池,exercise进行的频率大概每三个月一次即可有效的 缓解记忆效应.因为镍氢电池的循环寿命远远低于镍镉电池,几乎 用不到recondition这个方法. • ▲建议1:每次充电以前对电池放电是没有必要,而且是有害的,因 为电池的使用寿命无谓的减短了. • ▲建议2:用一个电阻接电池的正负极进行放电是不可取的,电流没 法控制,容易过放到0V,甚至导致串联电池组的电池极性反转.
锂电池的制造工艺流程
一、锂电池生产制造流程及核心设备
(一)生产流程
锂电池的生产工艺分为前、中、后三个阶段,前段工序的目的是将原材料加工成为极片,核心工序为涂布;中段目的是将极片加工成为未激活电芯;后段工序是检测封装,核心工序是化成、分容。
锂电设备按照电池生产制造流程,划分为前段设备、中段设备、后段设备。
前段设备价值占比约40%,其中涂布机价值占75%,辊压机价值大于分切机。三元材
料对前段设备的性能要求更高,前段设备价值占比会逐步增加。
中段设备价值占比约30%,其中卷绕机价值占比70%。目前卷绕机市场集中度较高,CR3达到60%-70%。卷绕机高端市场受到韩国KOEM和日本CKD的竞争,国内高端
市占率50%。
后段设备价值占比约30%,其中化成分容系统占70%,组装占30%。
图片
(二)前段:打造涂覆有正负极活性物质的极片
1、前段工序
前段工序主要包括浆料搅拌、正负极涂布、辊压、分切、极片制作和模切。
搅拌:先使用锂电池真空搅拌机,在专用溶剂和黏结剂的作用下,混合粉末状的正负
极活性物质,经过高速搅拌均匀后,制成完全没有气泡的浆状正负极物质。
涂布:将制成的浆料均匀涂覆在金属箔的表面,烘干,分别制成正、负极极片。
辊压:辊压机通过上下两辊相向运行产生的压力,对极片的涂布表面进行挤压加工,
极片受到高压作用由原来蓬松状态变成密实状态的极片,辊压对能量密度的明显相当
关键。
分切:将辊压好的电极带按照不同电池型号,切成装配电池所需的长度和宽度,要求
在切割时不出现毛刺。
2、涂布机
涂布的主要目的是将稳定性好、粘度好、流动性好的浆料,均匀地涂覆在正负极表面上。其对锂电池的重要意义主要体现在一致性、循环寿命、安全性三方面。在涂布过
锂电池安全性的评估及测试方法
锂电池安全性的评估及测试方法
锂电池安全性评估及测试方法。今年来锂电池在电动车动力电池方面安全事故频发。如何对锂电池的安全性进行评估及测试,更好的预防锂电池安全事故的产生一直是业内较为关注的一个点。
锂电池的温度显示了显示了电池的热状态,其中所存在的本质是锂电池产热和传热的结果。研究锂电池的热特性,及其在不同状态下的产热和传热特性,能够让我们认识到锂电池内部发生放热化学反应的主要途径。
不安全行为
锂电池的不安全行为,包括电池在过充过放、快速充放电、短路、机械滥用条件和高温热冲击等情况,容易触发电池内部的危险性副反应而产生热量,直接破坏负极和正极表面的钝化膜。
当电芯温度上升到130℃以后,负极表面的SEI膜分解,导致高活性锂碳负极暴露于电解液中发生剧烈的氧化还原
反应,产生的热量使电池进入高危状态。
当电池内部局部温度升高到200℃以上时,正极表面钝化膜分解正极发生析氧,并继续同电解液发生剧烈反应产生大量的热量并形成高内压。当电池温度达到240 ℃以上时,还伴随锂炭负极同粘结剂的剧烈放热反应。
锂电池安全性评估仪器
在锂电池安全性研究中,量热仪是最主要的使用仪器。最常用的量热仪是加速量热仪,英文名是accelerating rate calorimeter,ARC。ARC是联合国推荐使用的用于危险品评估的新型热分析仪器,可以提供绝热条件下化学反应的时间-温度-压力数据。
ARC基于绝热原理设计,可使用较大的样品量,灵敏度
高,能精确测得样品热分解初始温度、绝热分解过程中温度和压力随时间的变化曲线,尤其是能给出差示扫描量热法和差热分析法等无法给出的物质在热分解时的压力缓慢变化过程。
锂电池检测标准
锂电池检测标准
随着电动车、移动电源等产品的普及,锂电池作为其主要动力
源也得到了广泛应用。然而,由于锂电池具有高能量密度、高工作
电压和较宽的工作温度范围等特点,一旦发生安全事故,后果将不
堪设想。因此,制定和执行严格的锂电池检测标准至关重要。
首先,锂电池的外观检测是最基本的一步。外观检测主要包括
外壳、端子、标签等部分的检查,确保锂电池外部没有明显的损坏
或变形。其次,需要进行电压测试。电压测试是检测锂电池正负极
之间的电压值,以确定其是否在正常范围内。接着,内阻测试也是
必不可少的。内阻测试可以有效检测锂电池内部的电解质和电极之
间的接触情况,以判断电池的性能状态。此外,还需要进行温度测试。温度测试能够检测锂电池在不同温度下的性能表现,以确保其
在极端环境下的安全可靠性。
除了以上常规的检测项目外,还需要对锂电池进行安全性能测试。这包括过充、过放、短路、挤压等极端情况下的安全性能测试,以验证锂电池在极端情况下的安全性能。同时,还需要进行循环寿
命测试。循环寿命测试可以模拟锂电池在不同充放电循环次数下的
性能表现,以评估其使用寿命和稳定性。
在进行锂电池检测时,还需要关注其环境适应性。环境适应性测试可以模拟锂电池在高温、低温、高湿度、低压等极端环境下的性能表现,以确保其能够适应不同的使用环境。最后,还需要进行安全标识检测。安全标识检测可以检查锂电池的标识是否符合相关标准要求,以确保用户能够正确使用和妥善处理锂电池。
综上所述,锂电池检测标准涉及外观检测、电压测试、内阻测试、温度测试、安全性能测试、循环寿命测试、环境适应性测试和安全标识检测等多个方面。只有严格执行这些检测标准,才能确保锂电池的安全可靠性,为其在各个领域的应用提供有力保障。
锂电池性能测试简介
锂电池性能测试简介
输出功率、快速充电及低公害。所以虽然在单位能量价格上比起其它
池。所以在此以介绍锂离子电池为主。
1、极板性能测试
锂离子电池一般是由正极含锂氧化物与负极碳材搭配组成。在组装一批新电池前正、负极材料将会被个别的制作Coin Cell半电池如LiMn2O4/Li半电池,藉此来测试单位电容量及充放电特性。藉由定电位仪所测得的电容量[C]-电压[V]变化关系。可从C-V曲线的最佳电位区间来决定充电截止电压与放电截止电压,再以实际活化物总量换算理论电容量,并估算充放电电流值。
1、定电流定电压充电
充电开始:以一定电流进行充电,待电池充电电压达设定值时再以设定电压值进行充电之方式。当锂离子电池于不当的电压充电时极易影响到循环寿命甚至将使电解液分解而产生危险。因此不能使用像镍镉、镍氢电池所通用的定电流充电法,以避免上述的问题。锂离子电池较宜使用定电压充电法,但必须有精确充电截止电压位准控制,否则仍会有充电不足或循环寿命降低的问题。准定电压式充电就是一例。定电流定电压充电法[CC-CV]既有[CC]充电的速率(1.0C充电0.5hr即可达充电截止电压)又有[CV]的精准。
2.C-V曲线
C-V曲线是描充电池在充电、放电过程中电压及电容量间的关系。充电曲线能让工程师了解如何设计电池充电器,而放电曲线能使工程师在设计电路时正确的掌握电池的特性。例如最佳的工作电压、不同温度C-rate下的电池电容量。
我们也可从电池目前的电压对照C-V曲线:以斜率大小负值概略估算电池的残存容量(Residual Capacity)。因此C-V曲线是了解电池的重要工具。
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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。
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。
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。
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。
电压百度文库集
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。
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。
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。
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 ;