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电池安全性能测试要求

文章出处:责任编辑:人气:发表时间:2021-03-09【

当今电动工具的市场正慢慢变得庞大,电动工具用的环保型锂电池各国也在致力开发。这类环保的锂离子电池具有比功率大、自放电小,比能量高、充电效率高、无环境污染、工作温度宽等特点,比起因污染问题逐渐退出市场的镍镉电池,逐渐占领了主导的地位。
  这类电池可通过过充、短路、针刺、挤压、重物撞击等安全测试,电池不起火,不爆炸。锂离子电池在电动工具中使用时都采用保护板对电池进行安全保护,但在实际使用时保护板不可能达到100%的可靠性。且还有可能碰到充电器故障或其他种种意外。这就要求锂离子电池必须具有良好的滥用及意外情况的承受能力。
  1、挤压测试:
  将充满电的电池放在一个平面上,由油压缸施与13+1KN的挤压力,由直径为32mm的钢棒平面挤压电池,一旦挤压压力到达zui大停止挤压,电池不起火,不爆炸即可。
  2、重物撞击测试:
  电池充满电后,放置在一个平面上,将直径15.8mm的钢柱垂直置于电池中心,将重量9.1kg的重物从610mm的高度自由落到电池上方的钢柱上。电池不起火、不爆炸即可。
  3、过充测试:
  将电池用1C充满电,按照3C过充10V进行过充试验,当电池过充时电压上升到一定电压时稳定一段时间,接近一定时间时电池电压快速上升,当上升至一定限度时,电池高帽拉断,电压跌至0V,电池没有起火、爆炸即可。
  4、短路测试:
  将电池充满电后用电阻不大于50mΩ的导线将电池正负极短路,测试电池的表面温度变化,电池表面zui高温度为140℃,电池盖帽拉开,电池不起火、不爆炸。
  5、针刺测试:
  将充满电的电池放在一个平面上,用直径3mm的钢针沿径向将电池刺穿。测试电池不起火、不爆炸即可。
  以上是对电池进行过充、短路、针刺、挤压、重物等项目的测试方法。
       下面了解一下锂离子电池产品安全问题原因分析锂离子电池产品经过30年的产业化发展,安全技术取得了长足的进步,有效地控制了电池内副反应的发生,保证了电池的安全性。但是,随着锂离子电池的使用越来越广泛,能量密度越来越高,近年来还是屡屡发生爆炸伤人或因安全隐患召回产品等事件。我们总结造成锂离子电池产品安全问题的原因主要有以下几点:
电芯材料问题
    电芯所用的材料包括:正极活性物质、负极活性物质、隔膜、电解质和外壳等,材料的选用和所组成体系的匹配决定着电芯的安全性能。在选用正、负极活性材料和隔膜材料时,厂家没有对原材料特性和匹配性进行一定的考核,造成了电芯安全性的先天不足。
生产工艺问题
    电芯原材料检测不严,生产环境差,导致生产中混入杂质,不仅对电池的容量有较大的不利,对电池的安全性也有很大的影响;另外,电解液中如果混入了过多的水分, 可能就会发生副反应而增大电池内压,对安全造成影响;由于生产工艺水平的限制, 在电芯的生产过程中,产品无法达到良好的一致性,比如电极基体平整度差、电极活性材料出现脱落、活性材料中混入其它杂质、极耳焊接不牢、焊接温度不稳定、极片边缘有毛刺以及关键部 位无使用绝缘胶带等问题,都可能会对电芯的安全 性带来不利的影响。
电芯设计缺陷,安全性能降低
    在结构设计上,许多对安全有影响的关键点没有被厂家重视,如关键部位没有绝缘胶带,隔膜设计没有留有余量或余量不足,正负极容量比设计不合理,正负极活性物质面积比设计不合理,极耳长度设计不合理等,这些都可能对电池的安全性埋下隐患。另外在电芯的生产过程中,一些电芯生产厂家为了节省成本和提高性能,尽量节省和压缩原材料,如减少隔膜面积、减薄铜箔、铝箔以及不使用泄压阀、不使用绝缘胶带等,这些都会降低电池的安全性。
能量密度过高
    目前市场上都在追求更高容量的电池产品,厂家为了增加产品竞争力,不断提高锂离子电池的体积比能量,这在很大程度上增加了电池的危险性。