電池性能與測試問答題及答案

電池性能與測試問答題及答案1.0什么是化學電源?

將化學能直接轉化為電能的一種裝置;與化學電源相對應的是通常的交流電源,直流電源,即物理電源。物理電源通常不具有可移動性，化學電源通常有可移動性，因此化學電源能適應現(xiàn)代社會高流動性，便攜性的要求。鎳氫電池是一種化學電源，它由兩種不同成分的電化學活性電極分別組成正負極，兩電極浸泡在能提供媒體傳導作用的電解質中，當連接在某一外部載體上時，通過轉換其內部的化學能來提供電能。

1.1

化學電源的分類及比較：

種類優(yōu)點缺點用途鉛酸蓄電池廉價、大功率放電、浮充性能好、低溫放電性好污染環(huán)境、比容量和比能量小、不便攜帶汽車、摩托車充電電瓶及UPS后備電源鎳鎘充電電池大功率放電穩(wěn)定、價格比較便宜污染環(huán)境、對人體有害、具有記憶效應、比容量低于鎳氫電池電動工具及少數(shù)電動玩具、隨身聽鎳氫充電電池比容量高、高低溫性能好、無記憶效應、大功率放電好、無污染、安全性高比能量低于鋰離子電池，價格高于鎳鎘電池電動工具、電動玩具、電動自行車、電動滑板、無繩電話、隨身聽、后備電源、各種設備的內置電源鋰離子電池比能量高、小巧、重量輕、無污染、無記憶效應安全性能差、大功率放電較差、價格貴手機、手提電腦鋰聚合物電池安全性能好、比能量高、可做成任意形狀、無污染、無記憶效應大功率放電較差、技術不夠成熟、價格貴手機、磁卡內置電源

1.2鋰離子電池的電化學原理是什么？

鋰離子電池正極主要成分為LiCoO2負極主要為C充電時正極反應：LiCoO2Li1-xCoO2+xLi++xe-負極反應：C+xLi++xe-CLix電池總反應：LiCoO2+CLi1-xCoO2+CLix放電時發(fā)生上述反應的逆反應。

1.3

IEC規(guī)定的可充電電池的標識方法是什么？

根據IEC標準鎳氫電池的標識由5部分組成1.電池種類KR標識鎳鎘電池，HF表示鎳氫電池，HR表示型鎳氫電池1.電池尺寸資料包括圓形電池的直徑高度，方型電池的高度寬度厚度，數(shù)值之間用斜杠隔開，單位mm3.放電特性符號L表示適宜放電電流倍率在0.5C以內

M表示適宜放電電流倍率在0.5-3.5C以內

H表示適宜放電電流倍率在3.5-7.0C以內

X表示電池能在7C-15C高倍率的放電電流下工作4.高溫電池符號用T表示5.電池連接片表示CF代表無連接片，HH表示電池拉狀串聯(lián)連接片用的連接片，HB表示電池帶并排串聯(lián)連接用連接片

例如HF18/07/49表示方形鎳氫電池寬為18mm,厚度為7mm高度為49mm

KRMT33/62HH表示鎳鎘電池放電倍率在0.5C-3.5之間高溫系列單體電池無連接片直徑33mm高度為62mm

1.4

二次電池性能主要包括哪些方面?

主要包括電壓、內阻、容量、內壓、自放電率、循環(huán)壽命、密封性能、安全性能、儲存性能、外觀等，其它還有過充、過放、可焊性等。

1.5

電池的可靠性測試項目有哪些？

1.循環(huán)壽命

1.不同倍率放電特性3.不同溫度放電特性

4.充電特性5.自放電特性

6.不同溫度自放電特性7.存貯特性

8.過放電特性9.不同溫度內阻特性

10.高溫測試11.溫度循環(huán)測試

11.跌落測試13.振動測試

14.容量分布測試

1.6

電池的安全性測試項目有哪些?

1.內部短路測試

1.持續(xù)充電測試3.過充電

4.大電流充電5.強迫放電

6.墜落測試7.從高處墜落測試

8.穿透實驗9.平面壓碎實驗

10.切割實驗11.低氣壓內擱置測試

11.熱虐實驗13.浸水實驗

14.灼燒實驗15.高壓實驗

16.烘烤實驗17.電子爐實驗

1.7

什么是放電平臺？

鎳氫充電電池的放電平臺通常是指電池在一定的放電制度下放電時，電池的工作電壓比較平穩(wěn)的電壓范圍，其數(shù)值與放電電流有關，電流越大，其數(shù)值就越低。

1.8

什么是電池的標準充放電？

IEC國際標準規(guī)定的鎳氫電池的標準充放電為：首先將電池以0.2C放電至1.0V/支，然后以0.1C充電16小時，擱置1小時后，以0.2C放至1.0V/支，即為對電池標準充放電。也就是說，可以最大限度地利用和不損害電池。

1.9

什么是充電效率？

指電池在一定放電條件下放至某一截止電壓時放出的容量與輸入的電池容量的比值;它可按照以下公式計算：

充電效率=（放電電流*放電至截止電壓的時間/充電電流*充電時間）*100%

1.10

什么是電池的功率輸出？

電池的功率輸出指在單位時間里輸出功率的能力，它是根據放電電流I和放電電壓來計算的

P=U*I單位為瓦特，電池的內阻越小，輸出功率越高。電池的內阻應小于用電器的內阻，否則電池本身消耗的功率還要大于用電器消耗的功率，這是不經濟的，而且可能損壞電池，在額定電壓條件下電池的輸出功率隨電極表面積的增大工作溫度的上升而上升，反之亦然。

1.11

什么是二次電池的自放電？不同類型電池的自放電率是多少？

1.11.1

自放電表征的是電池在一定環(huán)境下擱置一段時間后電量損失的量所占擱置前電量的百分比.與之相對應的是荷電保持能力.荷電保持能力表征的是電池在一定環(huán)境下擱置一段時間后電量的保留量所占擱置前容量的百分比.1.11.2

一般而言，自放電主要受制造工藝，材料，儲存條件的影響自放電是衡量電池性能的主要參數(shù)之一。鎳氫電池的自放電通常原因是因為負極金屬氫化物中的氫與貯氫合金分離，從負極中逸出，轉移到正極表面，把NiOOH還原成Ni(OH)2，造成電量的損失。1.11.3

一般而言，電池儲存溫度越低，自放電率也越低，但也應注意溫度過低或過高均有可能造成電池損壞無法使用，常規(guī)電池要求儲存溫度范圍為-20~45℃。電池充滿電開路擱置一段時間后，一定程度的自放電屬于正?，F(xiàn)象。另外，通常高功率電池自放電大，隔膜的特性也會影響電池的自放電。

1.11.4

IEC標準規(guī)定鎳氫電池充滿電后，在溫度為20±5℃濕度為65±20%條件下，開路擱置28天，0.2C放電時間分別達3小時15分即為達標。（即鎳氫電池的自放電率為30%/每月）

1.12

什么是24小時自放電測試？

鎳氫電池的自放電測試為:由于標準荷電保持測試時間太長,一般采用24小時自放電來快速測試其荷電保持能力,將電池以0.2C放電至1.0V，1C充電80分鐘,擱置15分鐘后,以1C放電至1.0V測其放電容量C1,再將電池以1C充電80分鐘,擱置24小時后測1C容量C2,C1C2/C1*100%應小于15%.

1.13

什么是電池的內阻?

1.14.1.電池的內阻是指電池在工作時,電流流過電池內部所受到的阻力,包括歐姆內阻和電化學極化內阻和離子遷移內阻等等的總稱。1.14.1.歐姆內阻主要是指由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成，與電池的尺寸、結構、裝配等有關。1.14.3.電化學極化電阻和離子遷移極化電阻是指電池的正極與負極在進行電化學反應時極化所引起的內阻。1.14.4.就鎳氫充電電池來說：電池的內阻一般隨容量的增大而減小，充電態(tài)比放電態(tài)小。

1.14

什么是鎳氫電池的循環(huán)壽命?

循環(huán)壽命是指電池的容量下降至某一規(guī)定數(shù)值(有效使用數(shù)值)之前，電池所經歷的某一充放電制度下的充放電的次數(shù)。一般終止容量數(shù)值設定為額定容量的60%。影響因素有：電極上活性物質脫落或轉移、隔膜的吸液能力、充電制度、電解液的加入量、電池材料的本身質量好壞、電池的使用環(huán)境、保護措施等等。

1.15

什么是IEC標準循環(huán)壽命測試?

IEC規(guī)定鎳氫電池標準循環(huán)壽命測試為:

電池以0.2C放至1.0V/支后：1、以0.1C充電16小時,再以0.2C放電2小時30分(一個循環(huán))2、0.25C充電3小時10分,以0.25C放電2小時20分(2-48個循環(huán))3、0.25C充電3小時10分,以0.25C放至1.0V(第49循環(huán))4、0.1C充電16小時,擱置1小時,0.2C放電至1.0V(第50個循環(huán))對鎳氫電池重復1-4共400個循環(huán)后,其0.2C放電時間應大于3小時,同時也采用1C循環(huán)壽命測試方法：即額定放電后,將電池以1C充電80分鐘,采用-V=20mV/支控制充電終點.1C放電至1.0V后反復循環(huán)500次后容量應在初容量的60%以上。

1.16

什么是標準耐過充測試?

IEC規(guī)定鎳氫電池的標準耐過充測試為:將電池以0.2C放電至1.0V/支，以0.1C連續(xù)充電28天，電池應無變形,漏液現(xiàn)象,且過充電后其0.2C放電至1.0V的時間應大于5小時.

1.17

什么是標準荷電保持測試?

IEC規(guī)定鎳氫電池的標準荷電保持測試為:電池以0.2C放至1.0/支,后以0.1C充電16小時，在溫度為20±5℃，濕度為65±20%條件下儲存28天后，再以0.2C放電至1.0V，鎳氫電池放電時間應大于3小時.

1.18

什么是電池的內壓？電池正常內壓一般為多少?

電池的內壓是由于充放電過程中產生的氣體所形成的壓力.主要受電池材料制造工藝,結構等使用過程因素影響.一般電池內壓均維持在正常水平,在過充或過放情況下,電池內壓有可能會升高:例如過充電正極:4OH--4e2H2O+O2產生的氧氣透過隔膜紙與負極氫氣復合。如果復合的速度低于反應的速度,產生的氧氣來不及被消耗掉,就會造成電池內壓升高.

1.19

什么是短路實驗?

將充滿電的電池在防爆箱內用一根導線連接正負極短路,電池不應爆炸或起火.

1.20

什么是跌落測試?

將電池組充滿電后從三個不同方向于1m高處跌落于硬質橡膠板上,每個方向做2次,電池組電性能應正常,外包裝無破損.

1.21

什么是振動實驗?

鎳氫電池振動實驗方法為:電池以0.2C放電至1.0V后,0.1C充電16小時,擱置24小時后按下述條件振動:振幅：4mm頻率：1000次，分X、Y、Z三個方向各振動30分鐘.電池電壓變化應在±0.02V之間，內阻變化在±5mΩ以內

1.22

什么是碰撞實驗?

鎳氫電池碰撞實驗方法為:電池以0.2C放電至1.0V后，在20±5℃環(huán)境下,以0.1C充電16小時,安裝到碰撞測試臺上按如下條件測試:

峰值加速度為98m/S2(10g),相應脈沖時間D為16m/s,相應速度變化為1.00m/s，碰撞1000次.然后，電池應在20±5℃下擱置1-4小時以0.2C放電至1.0V的放電時間應不小于5小時

1.23

什么是撞擊實驗?

電池充滿電后,將一個15.8mm直徑的硬質棒橫放于電池上,用一個20磅的重物從610mm的高度掉下來砸在硬質棒上,電池不應爆炸起火或漏液.

1.24

什么是穿透實驗?

電池充滿電后，用一個直徑為1.5mm-5mm的釘子穿過電池的中心，并把釘子留在電池內，電池不應爆炸起火。

1.25

什么是高溫加速實驗？

由于標準荷電保持測試時間較長，對鎳氫電池一般采用高溫加速實驗。將充滿電后的電池儲存在45℃環(huán)境中7天（等效于電池在常溫下擱置28天）在常溫下擱置1小時后，以0.2C放電至1.0V，要求放電時間大于3小時。

1.26

什么是溫升實驗?

將電池充滿電后放進烘箱,以每分鐘5℃的速度升高烘箱溫度，一直到烘箱溫度達150℃，并將150保持10分鐘，電池不應爆炸或起火。

1.27

什么是高溫高濕測試？

鎳氫電池高溫高濕測試為：電池以0.2C放電至1.0V后，1C充電75分鐘后將其置與溫度66℃，85%濕度條件下儲存192小時（8天）于常溫常濕下擱置2小時，電池不應變形或漏液，容量恢復應在標稱容量的80%以上。

1.28

什么是溫度循環(huán)實驗？

溫度循環(huán)實驗包含27個循環(huán)，每個循環(huán)由以下步驟組成：1.電池從常溫轉為在66±3℃,濕度15±5%條件下放置1小時。1.轉為在溫度在33±3℃,濕度90±5%的條件下放置1小時.3.條件轉為-40±3℃放置1小時4.電池在25℃擱置0.5小時此4步即完成一個循環(huán),經過此27個循環(huán)實驗后,電池應該無漏液,爬堿,生銹,或其它異常情況出現(xiàn)。

1.29

什么是溫度震蕩實驗？

該實驗需要兩個恒溫箱，其中一個為66℃，一個為-40℃，每一個循環(huán)由下面步驟組成：電池在-40℃放置1小時后，在5秒內轉移到66℃烘箱內烘烤1小時，這個循環(huán)實驗應該從低溫開始，然后在高溫結束