鋰電池在經(jīng)過(guò)基本的電化學(xué)性能測試后,可以進(jìn)行深度的性能研究,挑選出一致性好、阻抗低的電池來(lái)進(jìn)行各項性能測試。一般來(lái)說(shuō),鋰離子電池出現安全問(wèn)題表現為燃燒甚至爆炸,出現這些問(wèn)題的根源在于電池內部的熱失控,除此之外,一些外部因素,如過(guò)充、火源、擠壓、穿刺、短路等問(wèn)題也會(huì )導致安全性問(wèn)題。
1.循環(huán)壽命
鋰電池的循環(huán)次數反映了電池可以反復充放電的次數。 根據鋰電池使用環(huán)境的不同,可以在低溫、常溫和高溫下測試電池的循環(huán)壽命。 一般根據電池的使用情況選擇電池報廢的標準。 如果電池用于動(dòng)力電池(電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)叉車(chē)),一般選擇80%的放電容量維持率作為報廢的標準參數,而如果電池用于儲能、蓄電等, 可以放寬到60%。 如果我們經(jīng)常接觸的電池的放電容量/初始放電容量低于60%,就沒(méi)有必要使用了,用不了半天。
2.倍率
目前,鋰電池不僅在3C使用,也用于動(dòng)力電池。電動(dòng)汽車(chē)在不同條件下行駛需要改變電流。隨著(zhù)生活節奏的加快,電動(dòng)車(chē)充電樁的短缺,要求鋰電池充電越來(lái)越快。因此,有必要對鋰電池的倍率性能進(jìn)行測試??梢园凑談?dòng)力電池國家標準進(jìn)行檢測。目前,國內外電池廠(chǎng)已經(jīng)生產(chǎn)出專(zhuān)用高速電池來(lái)滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。高速率電池的設計可以從活性材料的類(lèi)型、電極的表面密度、壓實(shí)密度、接線(xiàn)片的選擇、焊接工藝和組裝工藝開(kāi)始。感興趣的朋友可以自己了解一下。
3.安全性測試
安全是電池用戶(hù)最關(guān)心的問(wèn)題。 無(wú)論是手機電池爆炸,還是電動(dòng)車(chē)起火,都足以嚇唬人。 鋰電池的安全性必須經(jīng)過(guò)測試。 安全測試包括過(guò)充、過(guò)放、短路、跌落、發(fā)熱、振動(dòng)、擠壓、針刺等。但是,按照鋰電池的說(shuō)法,這些安全測試屬于被動(dòng)安全測試,即拿起電池,讓異物進(jìn)入 主動(dòng)破壞電池,測試電池是否足夠安全。 在檢查過(guò)程中,需要對電池和模塊進(jìn)行相應的設計以通過(guò)安全檢查。 但在實(shí)際使用過(guò)程中,如電動(dòng)汽車(chē)失控撞上其他車(chē)輛或物體,屬于不規則碰撞,可能會(huì )導致更復雜的情況。 但是這樣的測試成本比較高,所以只能選擇比較靠譜的測試內容。
4.低溫下放電、高溫下放電
溫度對電池的放電性能的影響直接反應到放電容量和放電電壓上。溫度降低,電池內阻加大,電化學(xué)反應速度放慢,極化內阻迅速增加,電池放電容量和放電平臺下降,影響電池功率和能量的輸出。
對于鋰離子電池,低溫條件下放電容量急劇下降,但在高溫情況下放電容量并不比常溫低,有時(shí)還會(huì )略高于常溫容量,主要是高溫情況下鋰離子遷移速度加快,鋰電極不像鎳電極和和貯氫電極那樣在高溫情況下產(chǎn)生分解或形成氫氣使容量下降。電池模塊低溫放電時(shí),隨著(zhù)放電的進(jìn)行,由于電阻等原因產(chǎn)生熱量,使電池溫度升高,表現為電壓有抬升現象,隨著(zhù)放電的進(jìn)行,電壓再逐漸下降。
目前市場(chǎng)上的電池以三元電池、磷酸鐵鋰電池為主,三元電池由于材料在高溫下的結構坍塌會(huì )不穩定,比磷酸鐵鋰電池的安全性要差很多,但是其能量密度又比磷酸鐵鋰高,所以?xún)煞N體系在并存發(fā)展。