什么是锂离子电池,锂离子电池的关键指标有哪些?

作者:上海艾九能源科技有限公司 浏览: 发表时间:2021-05-27 16:46:08

我国锂离子电池产业化始于20世纪90年代后期,走过了一条从引进学习到自主研发的产业化道路。进入2001年以后,随着锂离子电池企业的迅速崛起,中国的锂电产业开始进入快速成长阶段。目前,中国是世界最大的得离子电池生产制造基地,第二大锂离子电池生产国和出口国。我国崔离子电池的生产厂家主要集中在广东、山东、江苏、浙江、天津等地,其中广东占据总生产量的三分之一以上。



锂离子电池的发展方向是产品的高性能,尤其是高的能量密度,低成本及产品的安全性。由于电子、信息及通讯等设备均朝无线化、便携化方向发展,对于产品的各个组件也应往“轻、薄、短、小”的目标迈进。因此对于体积小、重量轻、能量密度高的二次电池需求相当迫切。另外,轻型电动车与电动汽车等应用领域的发展,为理电池注人了高速成长的动力,锂离子电池发展前景广阔,同时也给锂离子电池相关材料产业带来了广阔的发展空间。


产品标准

有关课离子电池的标准很多,不同国家有不同要求。即使在同一个国家,因产品使用场合的不同也有不同的要求。


我国现行的主要标准主要有:

GB 31241-2014《便携式电子产品用傅离子电池和电池组的安全要求》

GB/T 18287-2000《蜂窝电话用锂离子电池总规范》MT/T 1051-2007《矿灯用锂离子蓄电池》

MH/T 1020-2009《锂电池航空运输规范》国际上通行的主要标准有:

IEC 61960:2003《含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和电池组便携式产品使用的二次锂离子蓄电池和蓄电池组》﹔

IEC 62133:2003《便携设备用密封二次电池和电池给包括碱性和其他非酸性电解液电池安全要求》,

UL 1642《锂离子电池安全标准》:UL 2054《家用和商用电池安全标准》﹔

UN 38.3肛电池:联合国《关于危险品运输的建议书试验和标准手册》中第3部分第38.3条款。


关键指标

1 .主要电气性能要求:

0.2CA放电性能:电池按规定完全充电后搁置0.5h,在20℃±5℃条件下,以0.2C,A电流放电至终止电压(2.75V或3.0V)的放电时间应大于n(在: 5tT社池容量,下角标5代表h率,C,组合表示5h率放电容量;0.2C,A表示电流大小。通常手机电池标志上标明的容量是指5h率放电容量。如一个容量1000mAh的电池,用200mA电流放电至终止电压,放电时间应大于5h)。这是电池的重要性能指标,达不到要求等同商品缺斤少两。


1C.A放电性能:电池按规定完全充电搁置0.5h,在在20℃士5℃条件下,以1C,A电流放电终止电压的放电时间应大于51min。这是考核电池大电流工作的性能指标。


高温放电性能;按规定完全充电后的电池,在55℃+5℃条件下搁置2h后,以1C,A电沉败电王-电术的放电时间应大于51min。这是考核电池的高温工作性能指标。

低温性能:按规定完全充电后的电池,在-20℃土2℃温度条件下搁置16h后,以0.2C,A电流放电至终止电压的放电时间应大于4.25h。与0.2C,A放电性能的放电时间越接近,说明产品的自放电越小。

循环寿命:在23℃+2℃的条件下,进行1C,A电流的充、放电循环,直至连续两次放电时间小于36min止。要求循环次数不低于300次。目前产品水平已超过500次,好的已达1000次以上。


2.主要安全性能要求:

在GB/T18287中规定锂离子电池经振动、碰撞、自由跌落等试验后性能应完好,不得泄漏电解液、不起火、不爆炸;在过充电保护(电池组)、过放电保护(电池组)、短路保护(电池组)、重物冲击、热冲击、过充电(电芯)、短路(电芯)等项目的检验中,不起火、不爆炸。


在MT/T 1051中规定除上述检验外,增加了挤压试验、强制放电试验、针刺试验。

UL1642锂离子电池安全标准主要针对锂离子电芯的安全要求,与IEC62133的主要差别在于增加了重物冲击和燃烧抛射试验项目,另外温度循环试验条件略有不同。

此外,UL 2054、UN38.3都对电池的安全性能有不同的要求,在所有标准中规定的检验中,产品都不得出现爆炸或起火。


主要问题

自1999年以来,质检总局先后组织了十余次手机用锂离子电池产品国家监督抽查工作。抽查中发现的主要产品质量问题有:

电池容量电池容量不足是历次抽查中都出现的问题。标准规定电池的实际容量应达到产品标称容量要求,但也有个别生产厂商虚标产品容量,夸大产品性能。

低温放电性能部分电池在低温环境下放电容量会严重下降,我国地域辽阔,北方地区冬季寒冷,低温性能不好的电池放电时间会缩短,影响用电器具的正常使用。

保护电路部分电池产品内部保护电路不完善,过充电或外部短路时不能有效起保护作用,在检验时出现产品冒烟、起火或爆炸。在市场抽查中,还发现有的手机电池内部没有保护电路,直接从电芯引线至电池输出端点。这样的产品在使用时极易发生爆炸起火,给消费者造成人身伤害和财产损失。


外观标志部分产品标志不标注电池容量或高标容量,制造商信息和生产日期标注不明确等。外观标志是消费者认识与了解电池信息的最直接途径,只有充分并正确地掌握电池的信息,才能正确使用,避免人为造成电池甚至手机的损坏。

电芯安全电芯是电池组成的核心部分,是电池质量的关键。部分电芯因所用材料的性能差,设计和生产工艺落后,导致产品经受不了标准要求的检验,在过充电、短路、热冲击等项目检验时发生爆炸起火。

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