钜大LARGE | 点击量：5810次 | 2020年08月11日
锂电池基本性能测试的有关知识？
通常，当锂电池做完化成-老化工序之后，需要对电池进行检验分析。那么一般会进行哪些内容的测试呢，今天简单聊聊电池的测试，锂电派的粉丝可后台留言交流。一般而言对于待分析的锂离子电池，或者其他待测体系，电化学方面的研究人员都会做基础的检测和电化学性能测试，以进一步确认和判断该电池或者该体系出现的问题。
一、外观检测
软包电池：我们要确认电池是否完好无损，包括是否发鼓，是否漏液，是否表面有腐蚀现象等等，通过表面现象初步判断电池能否使用或者经历了什么样的遭遇。
方形铝壳：同样是确认电池是否有漏液，铝壳变形、有坑等，是否出现极柱不对称等现象。
电池发鼓，考虑是在高温下还是常温下的鼓胀，看看电池的一致性，是单个电池还是整批都是。如果是整批电池，考虑是体系的问题还是整体工艺的问题，通常钛酸锂电池体系鼓胀较为明显，装配工艺、设计不合理时也会整体鼓胀。如果是单个电池考虑是否发生了严重的裂化衰减、产气等。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
电池漏液，首先确认电池漏液的位置，是极耳处还是注液口处，最后要确定是电池壳体设计问题还是操作的问题，比如没有封好铝塑膜、没有焊接好注液孔等。
如果发现电池表面腐蚀，考虑是注液时洒出电解液导致的腐蚀还是电池漏液引起的，抑或是电池短路碰撞、电化学腐蚀引起的壳体腐蚀。发现问题时要及时将其剔除。
二、基本电化学性能检测
1.电池的OCV、IR、体积（厚度）测量
拿到一批电池，首先要对电池的OCV、IR、体积（厚度）等参数进行测量，测试OCV可以确认电池初始状态的异常，测试IR可以将有问题的电池及时锁定，以观察其后续可能出现的问题，比如裂化、微短路等。测试体积或厚度不多解释，电池使用过程会鼓胀，电池鼓胀的原因见文末链接
。
2.电池的容量确认
一般需要对电池做2~3次的容量确认，为什么不做一遍？担心不够准确，做多了无意义。
通常对电池的容量测试，选择0.5C或1C的电流，目前的国家标准是1C充电1C放电，看有多少容量。当然，0.5C放电的容量会多于1C的，根据国标来吧~
此外，常规容量确认之后，还需要对电池进行小电流充放电，目的是排除极化阻抗的影响，一般是0.1C或者更小；此时，电流足够小，极化足够小，暂时可以不予考虑，完整的展现出电池本身的容量及中压，循环曲线等等基础信息。
再往细处，如果条件允许，外界电压数据采集器，精确测量电池的电压-容量曲线，经过微分处理，可以进一步展现电池的内在状态，通过峰型峰位置的变化，判断电池的劣化程度和类型。
3.三电极
由于电池体系中有电流通过，产生了溶液电压降和对电极的极化，因此工作电极的电位难以准确测定，由此需要引入参比电极。参比电极有着非常稳定的电位，且电流不经过参比电极不会引起极化，从而工作电极的电位可以由参比电极得到，而电流由工作电极-辅助电极回路得到。电化学测试通常都会考虑三电极的方法，对锂电池研究也一样。
通过三电极的处置，可以清晰的分辨正负极的电极电位，判断究竟是哪一方出现问题，电势偏离。
此处，需要考虑的是参比电极，一般是锂金属电极，需要放置到正负极之间，而不仅仅是电池内部。
制作三电极要保证尽可能不影响电池本身的状态，避免短路，接触影响。
4.EIS测试
EIS（ElectrochemicalImpendenceSpectroscopy）就是电化学阻抗谱，对电化学来说，阻抗能否进行很好的拟合、分析，代表电池的分析能否准确。
根据能量守恒定律，凡事都会消耗能量，而阻抗就是精确测量这某一部分能量如何被消耗的。
简单的电池阻抗图谱，Nyqist图，bode-频率图，可以直观的判断电池的反应，经历的几个界面，各自的阻抗大小，后续的扩散部分如何等。
通常来讲，阻抗图是对比着看，也就是拿一个已知的，一个未知的，相互对照着看，才能更加直观的看出孰优孰劣，优势在何处，劣势在何处。以后的改进方向在何方，或者问题点可能出现的位置在哪里。
三电极+EIS阻抗，会提供更加丰富的信息，更可以把电池的阻抗具体分为正负极各自的阻抗，更加清晰的描绘出电池内部阻抗的分布情况。能够在不暴力性破坏电池的情况下，给出的电池的具体信息。
三、锂电池性能测试
锂电池在经过基本的电化学性能测试后，可以进行深度的性能研究，挑选出一致性好、阻抗低的电池来进行各项性能测试。
1.循环寿命
锂电池循环次数多少，反应的是电池可以反复充放电用多少次。根据锂电池使用的环境不同，循环寿命可以测试电池在低温下、常温下以及高温下的循环寿命能达到多少。通常根据电池的用途选择电池的废弃标准，如果电池用于动力电池（电动车、电动叉车）等，一般选择放电容量维持率为80%时作为废弃的标准参数，而电池如果用于储能、蓄电等则可以放宽到60%。我们常常接触的电池，如果放电容量/初始放电容量低于60%也就没必要用了，坚持不了半天。
2.倍率
现如今，锂电池不仅用于3C，在动力电池的应用上也越来越多，电动车在不同工况下行驶，需要变换电流。在生活节奏很快的当下，电动车充电桩短缺对锂电池快速充电的要求也越来越高。所以，需要对锂电池的倍率性能进行测试。可以根据动力电池国标来进行检测。现在国内外电池厂都有生产特殊的高倍率电池，以满足市场需要，高倍率电池的设计可以从活物质种类、极片面密度、压实密度、极耳选择、焊接工艺以及装配工艺来着手，感兴趣的朋友可以自己了解。
3.安全性测试
安全性可以是电池使用者最关心的问题了，无论是手机电池的爆炸、还是电动车的着火等都足够让人们胆战心惊。锂电池的安全性是必须要经过检验的项目，安全检验内容包括过充电、过放电、短路、跌落、加热、震动、挤压、针刺等等，不过依锂电派来看，这些安全性测试都是被动的安全测试，意思就是拿块电池放在拿让外来物主动来破坏电池来测试电池足够安全。在送检的时候，需要对电池、模块进行相应的设计来过了安全检测，但是在实际使用过程中，例如电动车失控撞上别的车或物，是不规则的碰撞，可能会面临更复杂的情况，但是这样来说测试的成本更高，只能选择相对来说靠谱的测试内容。
目前市场上的电池以三元电池、磷酸铁锂电池为主，三元电池由于材料在高温下的结构坍塌会不稳定，比磷酸铁锂电池的安全性要差很多，但是其能量密度又比磷酸铁锂高，所以两种体系在并存发展。
此外，还有低温下放电、高温下放电等性能需要测试。
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