動力鋰離子電池檢測方法及標(biāo)準(zhǔn).ppt

動力鋰離子電池電池檢測標(biāo)準(zhǔn)和方法,報(bào)告人:周景豪 2018-9-06,內(nèi)容大綱,一 、引言 二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法 三、動力電池包檢測標(biāo)準(zhǔn)及方法,一、引言,1.1 鋰離子電池應(yīng)用與發(fā)展,凡是能用電的設(shè)備基本上都能用上！,一、引言,1.2 鋰離子電池相關(guān)術(shù)語,蓄電池單體 蓄電池模塊 額定容量 額定能量 開路電壓 平臺電壓 內(nèi)阻,恒流充電 恒流放電 循環(huán) 充電截止電壓 充電截止電流 自放電率 放電下限電壓,1.3鋰離子電池性能指標(biāo)產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣,一、引言,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),GB/T 31484-2015 電動汽車用動力蓄電池循環(huán)壽命要求及試驗(yàn)方法 GB/T 31485-2015 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法 GB/T 31486-2015 電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗(yàn)方法 QC/T 743 電動汽車用鋰離子蓄電池（舊） QC/T 741-2015 車用超級電容器 GB/T 18333.2-2015電動道路車輛用鋅空氣蓄電池 銀隆新能源股份有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),2.1 單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之電性能檢驗(yàn)方法,1）容量：額定容量、室溫放電容量 2）測試設(shè)備：電池測試柜 3）測試方法：室溫條件下，電池以企業(yè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)充電方式充電后（銀隆以1 C 恒流充電至截止電壓，再標(biāo)準(zhǔn)放電，記錄放電容量。 4）要求：不低于額定容量,且不超過額定容量的110%。所有測試對象初始容量極差不大于初始容量平均值的5%（模塊7%）。,注：參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T31486 電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗(yàn)方法,2.2放電容量,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之電性能檢驗(yàn)方法,注：參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T31486 電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗(yàn)方法,電池測試柜圖,2.3 倍率測試,1）模塊倍率放電測試方法： 能量型：3 C （400A） 功率型：8 C （400A） 2）測試設(shè)備：電池測試柜 3）要求：能量型90%；功率型80%；模組80% 銀隆單體： 10 C 充電 10 C 放電,注：參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T31486 電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗(yàn)方法,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之電性能檢驗(yàn)方法,2.4 高溫放電測試,1）測試設(shè)備：電池測試柜、高溫箱 2）測試方法：552擱置5h， 1 C 放電 3）要求：其放電容量應(yīng)不低初始容量的90% 銀?。浩浞烹娙萘繎?yīng)不低初始容量的100%,注：參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T31486 電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗(yàn)方法,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之電性能檢驗(yàn)方法,高溫烘箱及測試圖片,注：參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T31486 電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗(yàn)方法,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之電性能檢驗(yàn)方法,2.5 低溫充放電測試,1）測試設(shè)備：電池測試柜、可程式高低溫箱 2）測試方法：-202擱置24h， 1 C放電 3）要求：其放電容量應(yīng)不低初始容量的70% 銀?。?40、-20可充放電、,注：參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T31486 電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗(yàn)方法,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之電性能檢驗(yàn)方法,2.6 常溫荷電保持,自放電率：電池在開路狀態(tài)下，所儲存的電量在一定條件下的保持能力。 容量恢復(fù)能力：完全充電的電池在一定溫度下儲存一定時間后，再完全充電，其后放電容量與初始容量之比。,注：參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T31486 電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗(yàn)方法,1）測試設(shè)備：電池測試柜 2）測試方法：滿電狀態(tài)下常溫存儲28天后，測試電池電壓、內(nèi)阻、容量。 3）要求：其保持容量應(yīng)不低初始容量的85%；恢復(fù)90% 其恢復(fù)容量應(yīng)不低于初始的95%。,影響因素：電池的制造工藝、材料、儲存條件等因素。,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之電性能檢驗(yàn)方法,2.7 高溫荷電保持,2）測試方法：滿電狀態(tài)下55存儲7天后，測試電池電壓、內(nèi)阻、容量。,1）測試設(shè)備：電池測試柜，高溫箱,3）要求：其保持容量應(yīng)不低初始容量的85%； 其恢復(fù)容量應(yīng)不低于初始的95%。,注：參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T31486 電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗(yàn)方法,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之電性能檢驗(yàn)方法,2.8 存儲,2）測試方法：半電狀態(tài)，常溫90天存儲,1）測試設(shè)備：電池充放電機(jī),3）要求：其容量恢復(fù)不低于初始容量的90%,注：參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T31486 電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗(yàn)方法,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之電性能檢驗(yàn)方法,2.9 耐振動性,2）測試方法：以1/3 C電流放電；上下振動；振動頻率：10Hz55Hz；最大加速度：30m/s2；掃頻10次；振動時間3h,1）測試設(shè)備：振動機(jī)、電池充放電測試柜,3）要求：不允許出現(xiàn)放電電流銳變、電壓異常、蓄電池殼變形、電解液溢出等異?，F(xiàn)象，并保持連接可靠、結(jié)構(gòu)完整,注：參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T31486 電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗(yàn)方法,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之電性能檢驗(yàn)方法,2.10 常溫循環(huán),2）測試方法：RT， 1 C充放500周。,1）測試設(shè)備：電池充放電機(jī),3）要求：容量保持率不得低于初始容量的90%,注：參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T31486 電動汽車用動力蓄電池循環(huán)壽命要求及試驗(yàn)方法,銀?。喝萘勘３致什坏玫陀诔跏既萘?的99%,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之循環(huán)性能檢驗(yàn)方法,2.11 工況循環(huán)壽命,注：參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T31486 電動汽車用動力蓄電池循環(huán)壽命要求及試驗(yàn)方法,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之循環(huán)性能檢驗(yàn)方法,2.12 高溫循環(huán),注：參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T31486 電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗(yàn)方法,2）測試方法：552， 1 C充放500周。,1）測試設(shè)備：電池充放電機(jī),3）銀?。喝萘勘３致什坏玫陀诔跏既萘康?8%,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之循環(huán)性能檢驗(yàn)方法,2.13 電池電性能及循環(huán)測試結(jié)果的影響因素,注：參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T31486 電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗(yàn)方法,測試環(huán)境（測試溫度、濕度） 數(shù)據(jù)軟件采集數(shù)據(jù)異常 設(shè)備充放電流異常 測試人員因素,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之影響因素,某品牌召回4.3萬臺筆記本鋰電池,某筆記本鋰電池出問題：召回11萬余臺,某移動電源無故爆炸,某電動汽車半年5次起火,電池不安全會有哪些危害？,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之可靠性測試,注：參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31485 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法。,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之可靠性測試,注：參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31485 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法。,模塊進(jìn)行安全測試時，其總電壓應(yīng)不低于單體電池的5倍，其額定容量不低于20Ah。,2.14 過充電,注：參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31485 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法。安全測試如未有特殊規(guī)定，均需要在滿電狀態(tài)下進(jìn)行測試。,過充電：鋰離子電池過充時一方面損壞正極結(jié)構(gòu)，影響壽命；另一方面析出鋰枝晶，引起安全問題。 理論上，Li-ion電池在一定倍率的恒流恒壓下充電，當(dāng)充電至上限截止電壓，充電的狀態(tài)仍在進(jìn)行，即被視為過充。 過充可能導(dǎo)致漏液、變形、起火，隨著充電的加深，電壓達(dá)到一定程度會引起爆炸，是損害電池性能的主要原因之一。,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之可靠性測試,2.14 過充電,1）測試設(shè)備：動力電池測試柜、防爆箱 2）測試方法：以1I1（A）電流恒流充電至企業(yè)技術(shù)條件中規(guī)定的終止電壓的1.5倍或充電時間達(dá)1 h后停止充電； 3）要求：應(yīng)不爆炸、不起火,注：參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31485 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法。安全測試如未有特殊規(guī)定，均需要在滿電狀態(tài)下進(jìn)行測試。,某LFP電池過充電后照片,LTO電池過充電曲線及照片,過充電測試設(shè)備,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之可靠性測試,2.15 過放電,注：參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31485 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法。安全測試如未有特殊規(guī)定，均需要在滿電狀態(tài)下進(jìn)行測試。,電池在一定倍率下恒流放電，當(dāng)電池電壓達(dá)到放電終止電壓時，放電狀態(tài)仍在繼續(xù)，即為過放。 過放可能導(dǎo)致漏液、零電壓以及負(fù)電壓，是損害電池性能的主要原因之一。 在電池外部加PCB板或在充電器中設(shè)計(jì)保護(hù)線路或時限裝置來防止過放。,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之可靠性測試,2.15 過放電,1）測試設(shè)備：動力電池測試柜； 2）測試方法：1I1（A）電流放電90 min； 3）要求：應(yīng)不爆炸、不起火、不漏液。,過放電測試設(shè)備,過放電測試設(shè)備,過放電測試后照片,注：參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31485 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法。安全測試如未有特殊規(guī)定，均需要在滿電狀態(tài)下進(jìn)行測試。,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之可靠性測試,2.16 短路,注：參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31485 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法。安全測試如未有特殊規(guī)定，均需要在滿電狀態(tài)下進(jìn)行測試。,造成電池短路有哪些因素？會造成什么樣的后果？如何預(yù)防？ 外部導(dǎo)體直接連接電池的正負(fù)極； 組裝時電池外部沖擊力導(dǎo)致內(nèi)部（微）短路； 內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在不良（如極粉刺刺破隔膜后正負(fù)極相接） Li-ion電池外部短路時可能導(dǎo)致外殼變形、漏液、起火，甚至爆炸。因?yàn)閮?nèi)部電解液溫度上升，從而引起內(nèi)部氣壓上升，內(nèi)壓升高會沖破電池的安全閥，如果安全閥失效就會導(dǎo)致爆炸。,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之可靠性測試,2.16 短路,1）測試設(shè)備：短路測試機(jī)； 2）測試方法：將電池經(jīng)外部短路10 min，外部線路電阻應(yīng)小于5 m； 3）要求：應(yīng)不爆炸、不起火。,電池短路測試設(shè)備,電池短路后測試照片,注：參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31485 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法。安全測試如未有特殊規(guī)定，均需要在滿電狀態(tài)下進(jìn)行測試。,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之可靠性測試,2.17 擠壓,1）測試設(shè)備：大電池?cái)D壓針刺試驗(yàn)機(jī)； 2）測試方法： 擠壓方向：垂直于電芯極板； 擠壓板形式:半徑75mm的半圓柱體，半圓柱體的長度大于被擠壓電芯的尺寸； 擠壓速度：（51）mm/s； 擠壓程度：電芯電壓變?yōu)?0 V或變形量達(dá)到30 %或擠壓力達(dá)到200 kN后停止擠壓； 3）要求：應(yīng)不爆炸、不起火。,注：參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31485 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法。安全測試如未有特殊規(guī)定，均需要在滿電狀態(tài)下進(jìn)行測試。,擠壓測試設(shè)備,電池?cái)D壓測試照片,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之可靠性測試,2.18 針刺,注：參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31485 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法。安全測試如未有特殊規(guī)定，均需要在滿電狀態(tài)下進(jìn)行測試。,1）測試設(shè)備：大電池?cái)D壓針刺試驗(yàn)機(jī)； 2）測試方法：用5 mm8 mm的耐高溫鋼針、以255 mm/s的速度，從垂直于電芯極板的方向貫穿； 3）要求：應(yīng)不爆炸、不起火。,針刺測試設(shè)備,LTO電池針刺測試照片,某LFP電池針刺測試照片,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之可靠性測試,2.19 跌落,注：參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31485 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法。安全測試如未有特殊規(guī)定，均需要在滿電狀態(tài)下進(jìn)行測試。,1）測試設(shè)備：跌落試驗(yàn)機(jī)； 2）測試方法：電芯端子向下從1.5m高度處自由跌落到水泥地面上； 3）要求：應(yīng)不爆炸、不起火、不漏液。,跌落測試設(shè)備,跌落后電池照片,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之可靠性測試,2.20 加熱,注：參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31485 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法。安全測試如未有特殊規(guī)定，均需要在滿電狀態(tài)下進(jìn)行測試。,1）測試設(shè)備：真空烤箱； 2）測試方法：電芯放入溫度箱中，按5/min的速率升溫1302，保持30 min； 3）要求：應(yīng)不爆炸、不起火。,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之可靠性測試,2.21 溫度循環(huán),注：參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31485 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法。安全測試如未有特殊規(guī)定，均需要在滿電狀態(tài)下進(jìn)行測試。,1）測試設(shè)備：可程式高低溫試驗(yàn)箱； 2）測試方法：如表所示，循環(huán)5次； 3）要求：應(yīng)不爆炸、不起火。,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之可靠性測試,2.22 海水浸泡,注：參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31485 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法。安全測試如未有特殊規(guī)定，均需要在滿電狀態(tài)下進(jìn)行測試。,1）測試設(shè)備：鹽浴槽； 2）測試方法：電芯浸入3.5% NaCl溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）中2 h； 3）要求：應(yīng)不爆炸、不起火。,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之可靠性測試,2.23 低氣壓,注：參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31485 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法。安全測試如未有特殊規(guī)定，均需要在滿電狀態(tài)下進(jìn)行測試。,1）測試設(shè)備：低氣壓箱； 2）測試方法：電芯放入低氣壓箱中，調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱中氣壓為11.6KPa，溫度為室溫，靜置6 h；觀察1h； 3）要求：應(yīng)不爆炸、不起火。,二、單體、模塊檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法之可靠性測試,注：參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31485 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法。安全測試如未有特殊規(guī)定，均需要在滿電狀態(tài)下進(jìn)行測試。,2.24 蓄電池模塊安全測試圖片,過放電圖片