电池寿命试验资料
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Baidu Nhomakorabea
I/T
MTTF /年 60.15 1.60905 1.4773
In (MTTF) 4.0949 0.5250 0.3873
0.0033557 0.003003 0.0027933
说明： ① 电池在各个温度下储存，均没有出现失效，其MTTF可以用“线性外延”法来 计算。因为在25 ℃下时，经过365天的储存，平均容量损失了1.33%，实际上就 是电池的第一年储存期的年自放电率，外推出变化量达到失效限80%时的总储存 时间为60.15年。即 MTTF=365*80%/1.33%/365=60.15年。 ②同理，用“线性外延”法推出，在60 ℃、85 ℃储存的电池MTTF分别为 1.6905年和1.473年
结语
综上所述：
1、通过高温加速试验方法可以推算出锂电池的激活能Ea约为0.6eV，由 以上数据分析结果可知，该电池的加速因子AF在60 ℃时相当于20 ℃温 度下的17.3倍。；
2、根据加速寿命试验验证的结果，可以说明评估锂亚电池在60 ℃存放 200天的贮存性能，即等效为评估锂亚电池常温存放约10年贮存性能。
加速寿命试验
将三个温度下对应的In(MTTF)和(I/T)画图，在EXCEL中完成作图拟合直线如下图所示。
图1 ER14250电池加速寿命试验数据处理结果 由图1可见，直线斜率为6959.6。
由上式b=Ea/k =6959.6，故Ea=0.6ev。
则，在60 ℃下做测试1小时，相当于在20 ℃的加速倍数为： AF=exp{(0.6/8.617x10-5)＊[(1/293)-(1/333)]}=17.3432 这个结果与”锂电池在自然环境下的可靠性预计“—文中的结论17.367十分吻合， 也与国外类似的文献报道值18接近。
加速寿命试验
表1 不同温度下的加速寿命试验数据分析汇总表
温度 A/℃ 25 60 85 储存 时间 /天 365 200 60 初始 容量 /mAh 821 813 763 结束 容量 /mAh 810 602 275 变化 率% 1.33 25.93 63.98 失效 率% 0 0 0 绝对 温度 T（T=A +273) 298 333 358
电池寿命试验
1、概述 2、加速寿命试验的理论依据 3、加速寿命试验的情况说明 4、结论
关于进行锂电池加速寿命试验的概述
对于智能表计，无论是电表、水表、气表，还是热表，均需要使用 电池作为实时时钟电源，记忆体后备电源或动力电源。而锂/亚硫酰 氯电池（以下简称锂亚电池）已经成为各种智能表计的首选电池品种。 因此，对锂/亚硫酰氯电池进行可靠性研究分析具体有重要意义，其 中最关键的是评估锂/亚硫酰氯电池贮存寿命，而对其进行长期寿命 试验是通常被采用的可靠性评估手段之一。 然而，长期寿命试验需要较长的时间，视不同情况可能达到 10年以上，浪费人力物力。为了缩短时间、节约样品与费用、快 速地评价产品的可靠性，就需要做加速寿命试验。 本文主要就是通过设计试验，监测研究ER14250电池在不同环 境温度下的剩余容量变化，计算该电池的激活能（Ea），从而可 以得出该类电池的加速试验寿命模型以及不同温度下的加速因子。
进行加速寿命试验的理论依据
试验机理:阿伦尼乌斯方程
dM A. exp( Ea / kT ) dt
Int = a+b(I/T)
(2)
(1)
对式（1）积分后两边取对数，可以转化为：
式中，t为产品的寿命，斜率=Ea/k, 上式表示电池的寿命用MTTF表示时，In(MTTF)与I/T呈直线
线性关系，且该直线的斜率为Ea/k，
根据电池的应用特性，在试验中取剩余容量值的变化监测电池 是否失效，认为当电池在定时监测时330Ω 负载恒阻放电容量值小 于额定容量的20%就认为电池失效，以此统计出电池失效数据，然 后用线性外延法计算出电池在不同温度下的储存寿命，即MTTF值 （对于此电池为不可修复产品，不可采用MTBF），数据和计算过 程见表1，其中电池容量为平均值。
加速寿命试验的加速因子可以从下式计算得出：
AF=exp{(Ea/k)＊[(1/Tu)–(1/Ts)]}
式中： Ea —激活能（ev）范围0.3 —1.5ev之间 K —玻尔兹曼常数，K =8.617x10-5ev/k T —绝对温度K
下标u表示常态，下标s表示加速状态
加速寿命试验
试验说明
本次试验选取ER14250型锂/亚硫酰氯电池作为试验对象。参试 样品从同一批次中抽样，数量共60只。分别在25℃、60℃和85℃环 境下进行加速寿命试验，实验过程中定期抽取被测试电池检测电池 的剩余容量。
所以，当只考虑温度应力时， 将三个或多个温度点下对应的In(MTTF)和（I/T)画图， 拟合
直线的斜率就是Ea/K，从而得到Ea
进行加速寿命试验的理论依据
试验方法
在三个高温（T1，T2 ，T3 ，T1<T2<T3 ）下做测试，依据 测试结果计算出三个温度下产品寿命，然后代入式（2）计算出 此产品对应的Ea。
I/T
MTTF /年 60.15 1.60905 1.4773
In (MTTF) 4.0949 0.5250 0.3873
0.0033557 0.003003 0.0027933
说明： ① 电池在各个温度下储存，均没有出现失效，其MTTF可以用“线性外延”法来 计算。因为在25 ℃下时，经过365天的储存，平均容量损失了1.33%，实际上就 是电池的第一年储存期的年自放电率，外推出变化量达到失效限80%时的总储存 时间为60.15年。即 MTTF=365*80%/1.33%/365=60.15年。 ②同理，用“线性外延”法推出，在60 ℃、85 ℃储存的电池MTTF分别为 1.6905年和1.473年
结语
综上所述：
1、通过高温加速试验方法可以推算出锂电池的激活能Ea约为0.6eV，由 以上数据分析结果可知，该电池的加速因子AF在60 ℃时相当于20 ℃温 度下的17.3倍。；
2、根据加速寿命试验验证的结果，可以说明评估锂亚电池在60 ℃存放 200天的贮存性能，即等效为评估锂亚电池常温存放约10年贮存性能。
加速寿命试验
将三个温度下对应的In(MTTF)和(I/T)画图，在EXCEL中完成作图拟合直线如下图所示。
图1 ER14250电池加速寿命试验数据处理结果 由图1可见，直线斜率为6959.6。
由上式b=Ea/k =6959.6，故Ea=0.6ev。
则，在60 ℃下做测试1小时，相当于在20 ℃的加速倍数为： AF=exp{(0.6/8.617x10-5)＊[(1/293)-(1/333)]}=17.3432 这个结果与”锂电池在自然环境下的可靠性预计“—文中的结论17.367十分吻合， 也与国外类似的文献报道值18接近。
加速寿命试验
表1 不同温度下的加速寿命试验数据分析汇总表
温度 A/℃ 25 60 85 储存 时间 /天 365 200 60 初始 容量 /mAh 821 813 763 结束 容量 /mAh 810 602 275 变化 率% 1.33 25.93 63.98 失效 率% 0 0 0 绝对 温度 T（T=A +273) 298 333 358
电池寿命试验
1、概述 2、加速寿命试验的理论依据 3、加速寿命试验的情况说明 4、结论
关于进行锂电池加速寿命试验的概述
对于智能表计，无论是电表、水表、气表，还是热表，均需要使用 电池作为实时时钟电源，记忆体后备电源或动力电源。而锂/亚硫酰 氯电池（以下简称锂亚电池）已经成为各种智能表计的首选电池品种。 因此，对锂/亚硫酰氯电池进行可靠性研究分析具体有重要意义，其 中最关键的是评估锂/亚硫酰氯电池贮存寿命，而对其进行长期寿命 试验是通常被采用的可靠性评估手段之一。 然而，长期寿命试验需要较长的时间，视不同情况可能达到 10年以上，浪费人力物力。为了缩短时间、节约样品与费用、快 速地评价产品的可靠性，就需要做加速寿命试验。 本文主要就是通过设计试验，监测研究ER14250电池在不同环 境温度下的剩余容量变化，计算该电池的激活能（Ea），从而可 以得出该类电池的加速试验寿命模型以及不同温度下的加速因子。
进行加速寿命试验的理论依据
试验机理:阿伦尼乌斯方程
dM A. exp( Ea / kT ) dt
Int = a+b(I/T)
(2)
(1)
对式（1）积分后两边取对数，可以转化为：
式中，t为产品的寿命，斜率=Ea/k, 上式表示电池的寿命用MTTF表示时，In(MTTF)与I/T呈直线
线性关系，且该直线的斜率为Ea/k，
根据电池的应用特性，在试验中取剩余容量值的变化监测电池 是否失效，认为当电池在定时监测时330Ω 负载恒阻放电容量值小 于额定容量的20%就认为电池失效，以此统计出电池失效数据，然 后用线性外延法计算出电池在不同温度下的储存寿命，即MTTF值 （对于此电池为不可修复产品，不可采用MTBF），数据和计算过 程见表1，其中电池容量为平均值。
加速寿命试验的加速因子可以从下式计算得出：
AF=exp{(Ea/k)＊[(1/Tu)–(1/Ts)]}
式中： Ea —激活能（ev）范围0.3 —1.5ev之间 K —玻尔兹曼常数，K =8.617x10-5ev/k T —绝对温度K
下标u表示常态，下标s表示加速状态
加速寿命试验
试验说明
本次试验选取ER14250型锂/亚硫酰氯电池作为试验对象。参试 样品从同一批次中抽样，数量共60只。分别在25℃、60℃和85℃环 境下进行加速寿命试验，实验过程中定期抽取被测试电池检测电池 的剩余容量。
所以，当只考虑温度应力时， 将三个或多个温度点下对应的In(MTTF)和（I/T)画图， 拟合
直线的斜率就是Ea/K，从而得到Ea
进行加速寿命试验的理论依据
试验方法
在三个高温（T1，T2 ，T3 ，T1<T2<T3 ）下做测试，依据 测试结果计算出三个温度下产品寿命，然后代入式（2）计算出 此产品对应的Ea。