鉅大LARGE | 點擊量：4810次 | 2022年03月28日
有關(guān)鋰離子電池基本性能測試 你知多少？
通常，當鋰離子電池做完化成-老化工序之后，要對電池進行檢驗分析。那么一般會進行什么內(nèi)容的測試呢，今天簡單聊聊電池的測試，鋰電派的粉絲可后臺留言交流。一般而言關(guān)于待分析的鋰離子電池，或者其他待測體系，電化學方面的研究人員都會做基礎(chǔ)的檢測和電化學性能測試，以進一步確認和判斷該電池或者該體系出現(xiàn)的問題。
一、外觀檢測
軟包電池：我們要確認電池是否完好無損，包括是否發(fā)鼓，是否漏液，是否表面有腐蝕現(xiàn)象等等，通過表面現(xiàn)象初步判斷電池能否使用或者經(jīng)歷了什么樣的遭遇。
方形鋁殼：同樣是確認電池是否有漏液，鋁殼變形、有坑等，是否出現(xiàn)極柱不對稱等現(xiàn)象。
電池發(fā)鼓，考慮是在高溫下還是常溫下的鼓脹，看看電池的一致性，是單個電池還是整批都是。假如是整批電池，考慮是體系的問題還是整體工藝的問題，通常鈦酸鋰離子電池體系鼓脹較為明顯，裝配工藝、設計不合理時也會整體鼓脹。假如是單個電池考慮是否發(fā)生了嚴重的裂化衰減、產(chǎn)氣等。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電池漏液，首先確認電池漏液的位置，是極耳處還是注液口處，最后要確定是電池殼體設計問題還是操作的問題，比如沒有封好鋁塑膜、沒有焊接好注液孔等。
假如發(fā)現(xiàn)電池表面腐蝕，考慮是注液時灑出電解液導致的腐蝕還是電池漏液引起的，抑或是電池短路碰撞、電化學腐蝕引起的殼體腐蝕。發(fā)現(xiàn)問題時要及時將其剔除。
二、基本電化學性能檢測
1.電池的OCV、IR、體積（厚度）測量
拿到一批電池，首先要對電池的OCV、IR、體積（厚度）等參數(shù)進行測量，測試OCV可以確認電池初始狀態(tài)的異常，測試IR可以將有問題的電池及時鎖定，以觀察其后續(xù)可能出現(xiàn)的問題，比如裂化、微短路等。測試體積或厚度不多解釋，電池使用過程會鼓脹，電池鼓脹的原因見文末鏈接
。
2.電池的容量確認
一般要對電池做2~3次的容量確認，為何不做一遍？擔心不夠準確，做多了無意義。
通常對電池的容量測試，選擇0.5C或1C的電流，目前的國家標準是1C充電1C放電，看有多少容量。當然，0.5C放電的容量會多于1C的，根據(jù)國標來吧~
此外，常規(guī)容量確認之后，還要對電池進行小電流充放電，目的是排除極化阻抗的影響，一般是0.1C或者更?。淮藭r，電流足夠小，極化足夠小，暫時可以不予考慮，完整的展現(xiàn)出電池本身的容量及中壓，循環(huán)曲線等等基礎(chǔ)信息。
再往細處，假如條件允許，外界電壓數(shù)據(jù)采集器，精確測量電池的電壓-容量曲線，經(jīng)過微分處理，可以進一步展現(xiàn)電池的內(nèi)在狀態(tài)，通過峰型峰位置的變化，判斷電池的劣化程度和類型。
3.三電極
由于電池體系中有電流通過，出現(xiàn)了溶液電壓降和對電極的極化，因此工作電極的電位難以準確測定，由此要引入?yún)⒈入姌O。參比電極有著非常穩(wěn)定的電位，且電流不經(jīng)過參比電極不會引起極化，從而工作電極的電位可以由參比電極得到，而電流由工作電極-輔助電極回路得到。電化學測試通常都會考慮三電極的方法，對鋰離子電池研究也相同。
通過三電極的處置，可以清晰的分辨正負極的電極電位，判斷究竟是哪一方出現(xiàn)問題，電勢偏離。
此處，要考慮的是參比電極，一般是鋰金屬電極，要放置到正負極之間，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)，防止短路，接觸影響。
4.EIS測試
EIS（ElectrochemicalImpendenceSpectroscopy）就是電化學阻抗譜，對電化學來說，阻抗能否進行很好的擬合、分析，代表電池的分析能否準確。
根據(jù)能量守恒定律，凡事都會消耗能量，而阻抗就是精確測量這某一部分能量如何被消耗的。
簡單的電池阻抗圖譜，Nyqist圖，bode-頻率圖，可以直觀的判斷電池的反應，經(jīng)歷的幾個界面，各自的阻抗大小，后續(xù)的擴散部分如何等。
通常來講，阻抗圖是比較著看，也就是拿一個已知的，一個未知的，相互對照著看，才能更加直觀的看出孰優(yōu)孰劣，優(yōu)勢在何處，劣勢在何處。以后的改進方向在何方，或者問題點可能出現(xiàn)的位置在哪里。
三電極+EIS阻抗，會供應更加豐富的信息，更可以把電池的阻抗具體分為正負極各自的阻抗，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、鋰離子電池性能測試
鋰離子電池在經(jīng)過基本的電化學性能測試后，可以進行深度的性能研究，選擇出一致性好、阻抗低的電池來進行各項性能測試。
1.循環(huán)壽命
鋰離子電池循環(huán)次數(shù)多少，反應的是電池可以反復充放電用多少次。根據(jù)鋰離子電池使用的環(huán)境不同，循環(huán)壽命可以測試電池在低溫下、常溫下以及高溫下的循環(huán)壽命能達到多少。通常根據(jù)電池的用途選擇電池的廢棄標準，假如電池用于動力鋰電池（電動汽車、電動叉車）等，一般選擇放電容量維持率為80%時作為廢棄的標準參數(shù)，而電池假如用于儲能、蓄電等則可以放寬到60%。我們常常接觸的電池，假如放電容量/初始放電容量低于60%也就沒必要用了，堅持不了半天。
2.倍率
現(xiàn)如今，鋰離子電池不僅用于3C，在動力鋰電池的應用上也越來越多，電動汽車在不同工況下行駛，要變換電流。在生活節(jié)奏很快的當下，電動汽車充電樁短缺對鋰離子電池快速充電的要求也越來越高。所以，要對鋰離子電池的倍率性能進行測試?？梢愿鶕?jù)動力鋰電池國標來進行檢測。現(xiàn)在國內(nèi)外電池廠都有生產(chǎn)特殊的高倍率電池，以滿足市場要，高倍率電池的設計可以從活物質(zhì)種類、極片面密度、壓實密度、極耳選擇、焊接工藝以及裝配工藝來著手，感興趣的朋友可以自己了解。
3.安全性測試
安全性可以是電池使用者最關(guān)心的問題了，無論是手機電池的爆炸、還是電動汽車的著火等都足夠讓人們膽戰(zhàn)心驚。鋰離子電池的安全性是必須要經(jīng)過檢驗的項目，安全檢驗內(nèi)容包括過充電、過放電、短路、跌落、加熱、震動、擠壓、針刺等等，不過依鋰電派來看，這些安全性測試都是被動的安全測試，意思就是拿塊電池放在拿讓外來物主動來破壞電池來測試電池足夠安全。在送檢的時候，要對電池、模塊進行相應的設計來過了安全檢測，但是在實際使用過程中，例如電動汽車失控撞上別的車或物，是不規(guī)則的碰撞，可能會面對更復雜的情況，但是這樣來說測試的成本更高，只能選擇相對來說靠譜的測試內(nèi)容。
