范文一：锂电池自放电原因知识

锂电池自放电原因知识

锂电池自放电是指电池在开路静置过程中电压下降的现象，在磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、三元材料电极中，锂电池自放电现象是不可避免的。

锂离子电池自放电按照容量损失后是否可逆划分为两种：容量损失可逆，指经过再次充电过程容量可以恢复；容量损失不可逆，表示容量不能恢复。影响自放电程度的因素有：阴极和电池的制备过程，电解液的性质与浓度，电池的存放温度和储存时间，其中，对温度的依赖性比较大。 锂离子电池自放电小，且引起的容量损失大部分都可以恢复，下面以锰酸锂为例对这种现象背后的原因进行分析。 从机理上讲，充满电的锂电池自放电是由于电解质的分解反应和锂的初始嵌入反应引起的，前者不可逆，后者可逆。 进一步讲，锂在正极和负极的嵌入与脱嵌之所以能够恢复，是因为两电极都以相同速率进行自放电，从而暗含了容量平衡机理，但长期的自放电之后，两电极的容量平衡会渐被打破，且在此后充电过程中会有锂在碳负极析出的危险，造成容量不可恢复。 自放电快慢可以用锂电池自放电率来表示，不过，这个自放电率是不确定的。在机理上，主要是受电解质溶剂的氧化速率控制的，溶剂氧化主要发生在碳黑表面，低表面积的碳黑可以控制自放电速率，对于锰酸锂电池而言，减小活性物质的表面积，以及延缓溶剂在集流体上的氧化也是很重要的，以上是在锂电池制备过程中造成不同自放电率的根源。

锂电池自放电还有外部因素的影响。一是储存时间的影响，如上所述，时间越长，则锂电池正负极之间的容量平衡就会被逐渐打破并深化，电解质的分解反应也会累积一些不可逆容量损失。因而，储存时间越长，自放电率会越来越大。 锂离子电池的自放电率相对于其他类型电池来说还是微不足道的，这是由锂电池结构所决定的。因此，对于锂电池自放电率的表述一般是以一个月的容量损失来计算的。通常，锂电池在室温条件下的月自放电率为3%，但如果不注意环境则有可能加速，如在55℃以上的高温下自放电率为10%，竟然是室温下的3倍以上，虽然自放电引起的容量大部分可恢复，但这种高温下的自放电率还是惊人的，长期在不适宜的温度环境下，自然会对锂电池的终极寿命产生很大影响。

范文二：锂电池自放电的原因说明

锂电池自放电的原因说明

锂电池自放电简单来说:就是电池在开路静置过程中电池电压下降的一种现象，自放电有两种形式，第一是损失容量能够可逆得到补偿的自放电;第二种是损失容量无法可逆补偿的自放电，但无论是那种自放电都对锂电池有一定的影响。 针对可逆容量损失:主要是指经过再次充电过程容量可以回复的现象;可逆容量损失的原因是发生了可逆放电反应，原理跟电池正常放电反应一致，不同点是正常放电电子路径为外电路，反应速度很快，自放电的电子路径是电解液、反应速度很慢所引起的自放电。

针对不可逆容量损失，主要是指容量损失不可逆则表示容量不能恢复: 1、体现在正极与电解液发生的不可逆反应易发生结构缺陷的材料。 2、化成时形成的SEI膜就是为了保护负极不受电解液的腐蚀，负极与电解液可能发生的反应。

3、电解液自身所带杂质引起的不可逆反应损失了电池容量。 4、制成时杂质造成的微短路所引起的不可逆反应造成个别电池自放电偏大的最主要原因。

从上前两种自放电方式可以看出:锂离子电池内部发生的副反应是非常复杂的，在锂电池制造过程中要经过多方法的测试如:

1.测量电池搁置一段时间后的容量损失;

2. 测量一段时间内的K值， 正负极材料、电解液种类、隔膜厚度种类、存储的时间、存储的条件及测试的初始电压等。

除以上的各种测量以外，在电池组装时，还要对电芯进行预测，然后再进行电池配组，制定电池出厂电池及容量，最后才对电池自放电进行测试，在这一过程中影响电池自放电的因素很多，针对自放电过大电池的不可逆容量损失很大，因此可以将电池搁置至少一个季度后重新分容，容量没有明显衰减，则认为其没有问题。

在大多电池生产厂家对电池的自放电微小时都可忽略，由于电池在长时间的充放电及搁置过程中，随环境条件发生化学反应，引起电池大自放电现象，这使电池电量降低，性能低下，不能满足消费需求。

文章摘自电池论坛:http://club.battery.com.cn/thread-209758-1-1.html

电池论坛club.battery.com.cn

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范文三：锂电池的自放电原因解析!

锂电池的自放电原因解析!

为什么有时候充满电的锂电池,一段时间不去使用,当你再次使用的时候却发现没有电了?下面就是原因分析:

自放电的分类:

从自放电对电池的影响,可以将自放电分为两种:损失容量能够可逆得到补偿的自放电;损失容量无法可逆补偿的自放电。按照这两种分类,我们可以大约轮廓性的给出一些自放电的原因。

自放电的原因:

1.造成可逆容量损失的原因:可逆容量损失的原因是发生了可逆放电反应,原理跟电池正常放电反应一致。不同点是正常放电电子路径为外电路、反应速度徆快;自放电的电子路径是电解液、反应速度徆慢。

2.造成不可逆容量损失的原因:当电池内部发生了不可逆反应时,所造成的容量损失即为不可逆容量损失的。所发生不可逆反应的类型主要包括:

A:正极不电解液发生的不可逆反应

相对主要发生于锰酸锂、镍酸锂这两种易发生结构缺陷的材料,例如锰酸锂正极不电解液中锂离子的反应:

LiyMn2O4+xLi++xe-?Liy+xMn2O4 等

B:负极材料不电解液发生的不可逆反应

化成时形成的SEI膜就是为了保护负极不受电解液的腐蚀,负极不电解液可能发生的反应为

LiyC6?Liy-xC6+xLi++xe-等

C:电解液自身所带杂质引起的不可逆反应

例如溶剂中CO2可能发生的反应:

2CO2+2e-+2Li+?Li2CO3+CO;

溶剂中O2发生的反应:

1/2O2+2e+2Li+?Li2O

类似的反应不可逆的消耗了电解液中的锂离子,进而损失了电池容量。

D:制成时杂质造成的微短路所引起的不可逆反应。

这一现象是造成个别电池自放电偏大的最主要原因。空气中的粉尘戒者制成时极片、隔膜沾上的金属粉末都会造成内部微短路。生产时绝对的无尘是做不到的,当粉尘不足以达到刺穿隔膜进而使正负极短路接触时,其对电池的影响并不大。

但是当粉尘严重到刺穿隔膜这个“度”时,对电池的影响就会非常明显。由于有是否刺穿隔膜这个“度”的存在,因此在测试大批电池自放电率时,经常会发现大部分电池的自放电率都集中在一个不大的范围内,而只有小部分电池的自放电明显偏高丏分布离散,这些应该就是隔膜被刺穿的电池。

最后需要说明的是,锂离子电池内部发生的副反应是非常复杂的,文武虽然查了些资料,但由于水平有限精力有限,暂时只能分析道这个程度,大家凑合着看吧。

自放电的测试方法:

1.测量电池搁置一段时间后的容量损失:自放电研究的本初目的就是研究电池搁置后的容量损失。但是,以下原因造成测试容量损失在实施上困难重重:

A.充电过程中的不可逆程度过大,即使充电后马上进行放电,放电容量/充电容量值都徆难保证在100%?0.5%以内。如此大的误差,就要求测试之间的搁置时间必须非常长。而这徆显然不符合日常生产的需求。

B.测试容量时需要大量电力和人力物力,过程复杂丏增加了成本。基于以上两个考虑,一般不会将“测量搁置后放电容量对比之前充电容量的损失”来作为电池的自放电标准。

2.测量一段时间内的K值:衡量自放电程度的一个非常重要的指标K值=?OCV/?t。K值常见单位为mV/d,当然这跟厂子自己的标准(戒者厂子老大的个人喜好)、电池本身的性能、测量条件等有关。

测量两次电压计算K值的方法更为简便丏误差更小,因此K值是衡量电池自放电的常规性方法。以下文字可能会将K值不自放电混用,请大家注意。

自放电及K值的影响因素:

1.正负极材料、电解液种类、隔膜厚度种类:由于自放电徆大程度上是发生于材料之间,因此材料的性能对自放电有徆大的影响。但是材料的各个具体参数(比如正负极的粒径、电解液的电导率、隔膜的孔隙率等)对自放电的影响到底有多大、有影响的原因是什么?

这一问题不是研究的重点。一是问题本身太过复杂,二是对量产、搞研究皆没有太大意义。不过好在文武的同事曾经做过实验,发现三元电池的自放电率要高于钴酸锂电池。但是再多的,就不知道了(子曰:知之为知之,不知为不知,是智也)。

2.存储的时间:存储时间变长,一方面是使压降的绝对值增大(废话),另一方面则变相的减少了“仪器绝对误差/压降值”,从而使结果更为准确。文武通过实验发现,使用精度为0.1mV的仪器测试自放电,当测试时间超过14天时,才能够将问题电芯(什么是问题电芯将在下面的文字中回答)不正常电芯区分出来(当然文武那批电池K值徆小,0.13mV/d左右)。

3.存储的条件:温度和湿度的增加,会增大自放电程度。这点徆好理解丏论坛里下载的文献中也见过这类数据,不再赘述。

4.测试的初始电压:初始电压(戒者说一次电压)不同,所得K值差别明显。文武曾将一批电池分为三组,初始电压分别为A组3.92V(我们的出厂电压)、B组3.85V、C组3.8V,然后测量K值(该批电池在实验前已经进行了筛选,自放电水平相近丏存储、测试条件完全一致)。

结果发现,A组的K值为X,B组K值约为1.8X,而C组虽然也会X,但是电压有一个先升后降得阶段。类似的结论在其它自放电测试中也有体现。不过,电池的自放电研究的终究是容量的损失,因此在不同初始电压条件下虽然K值相差徆多,但是容量损失差多少并不知道。考虑到测试容量误差太大(做循环时候充/放能控制在100%?1%就不错了),因此并没有做过此类实验。感兴趣的朊友可以尝试一下。

测量自放电的作用:

1.预测问题电芯。同一批电芯,所用材料和制成控制基本相同,当出现个别电池自放电明显偏大时,原因徆可能是内部由于杂质、毛刺刺穿隔膜而产生了严重的微短路。因为微短路对电池的影响是缓慢的和不可逆的。所以,短期内这类电池的性能不会不正常电池相差太多,但是长期搁置后随着内部不可逆反应的逐渐加深,电池的性能将进进低于其出厂性能以及其他正常电池性能。

表现为:最大容量的不可逆损失明显偏高(例如三个月不可逆容量损失达到5%,而正常电池达到这一值要一年)、倍率容量保持率(0.5C/0.2C、1C/0.2C)降低、循环变差丏循环后易出现析锂(此皆为文武实验结果所得)等。因此为了保证出厂电池质量,自放电大的电池必须剔除。

那么接下来的问题就是如何判定一个电池自放电大?如前所述,影响自放电的因素徆多,故对所有电池给出一个经验性的K值作为统一标准是不现实的。文武只系统做过一次实验(110pcs电池测3个月自放电,然后挑出问题电池),我可以给出的参考是:将K值约为整批电池平均K值2倍的电池挑出作为不良品。

如果电池内部有严重的微短路,那么不正常电池相比,这就相当于一个“质”的变化,其K值水平会明显有别于正常电池。没有问题的电池的K值的一致性要明显强于有问题电池的K值,因此挑出问题电池并不难。

挑出问题电池后如何处理是需要考虑的,如果想知道这些K值过大电池是否能当A品出厂,文武也有一个建议(不过此类实验没有做过):鉴于自放电过大电池的不可逆容量损失徆大,因此可以将电池搁置至少一个季度后重新分容,容量没有明显衰减,则认为其没有问题。

2.对电池进行配组。对于需要配组的电池,K值是重要的标准之一。在测量计算K值的过程中要注意,由于不同初始电压下自放电水平有明显差异,因此需要尽量保证电池的一次电压是在一个不大的范围内。我认为较好的一次电压范围标准就是电池厂自己的出厂电压。如果问题电池已经挑出,那么剩下的电池自放电率应该差别不是徆大,此时用K值来作为配组标准之一的意义到底有多大,文武没有做过类似实验,丏配组问题一直也是让人非常头痛的(看过一个文献说,1200次循环的电池配组之后,理论循环次数不到200次!),所以暂不做过多评述。

3.帮劣制定电池出厂电压、出厂容量。有些客户有这类的要求:不管电池出厂电压、出厂容量多少,只是要求电池运到了客户手里,容量有60%。这时就需要评估电池在运输过程中会产

生的自放电程度,从而确定电池的出厂电压戒者容量。另外由于不同工艺、不同材料、不同储能阶段的电池自放电差值明显,因此对此问题需要进行单独的实验而不能简单套用其它实验的数据。

自放电的误区:

充电后的自放电:一些朊友表示充电后电池压降徆快,说这是自放电过快。发生该情况的原因是电池在充电过程中的极化,造成充电电压高于电池实际电压。充电后电压下降的过程,就是电池电压从充电电压下降回归到自身本身电压的过程。

而充电电压-电池实际电压的结果,叫做超电势,并不是什么所谓的“虚电”,丏电化学术语中也没有虚电这一名称。因此充电后的电压回落主要是超电势的消失,自放电在其中所占比例非常非常小完全可以忽略。

另外,数据来看,充电后电压基本稳定需要起码4h,丏不论充电以恒流还是恒压作为结束,静止时间的差别也不是徆大。

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范文四：锂电池国标测试

标准锂离子电池的测试要求

GB/T 18287_2000

标准锂离子电池的测试要求

1 范围

本规范规定了蜂窝电话用锂离子电池的定义、要求、测试方法、质量评定程序及标志、包装、运输、贮存。本规范适用于蜂窝电话用锂离子电池(以下简称电池) 。

2 引用标准

以下标准所包含的条文，通过在本规范中引用而构成本规范的条文。

本规范出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修改，使用本规范的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB191-1990 包装储运图示标志

GB/T 2828-1987 逐批检查计数抽样程序及抽样表(适用于连续批的检查)

GB/T 2829-1987 周期检查计数抽样程序及抽样表(适用于生产过程稳定性的检查)

GB/T 2900.11-1988 蓄电池名词术语(eqv IEC 60486:1986)

3 定义

本规范采用GB/T 2900.11中的规定的术语和下列定义.

3.1 蜂窝电话用锂离子电池lithium-ion battery for cellular phone

指由一只或多只锂离子单体蓄电池及附件组合而成的，用于蜂窝电话的电池。

3.2 充电限制电压limited charge voltage

按生产厂规定，电池由恒流充电转入恒压充电时的电压值。

3.3 额定容量rated capacity

生产厂标明的电池容量，指电池在环境温度为20℃±5℃条件下，以5h 率放电至终止电压时所应提供的电量，用C5表示，单位为

Ah(安培小时) 或

mAh(毫安小时) 。

3.4 标称电压nominal voltage

用以表示电池电压的近视值。

3.5 终止电压cut-off voltage

规定放电终止时电池的负载电压，其值为n ×2.75V(锂离子单体电池的串联只数用“n”表示，下同) 。

范文五：锂电池测试方案

产品简介—————————————————————————

锂电池芯在卷绕过程中会不可避免的出现料尘混入,卷绕不齐,绝缘隔膜破损等问题, 这些都会导致锂电池的安全隐患, 且检测困难, 目前行业内的检测设备和方法不够完善, 不 合格品的检出率不是很理想。

RJ69系列锂电池芯短路测试仪是一款具有强大功能,卓越性能的专用锂电池芯短路测 试仪器。 它不同于传统的高压测试方法, 而采用了先进的脉冲高电压冲击技术。 擅长于在极 端的时间内侦测出常态下很难检测出的短路和微短路电池芯不良品。

主要特点

>可检测常规高压测试中不易检出的微短路局部放电;

>测试效率高,极速充电,极速放电

>击穿分析 BDVD (Break Down Voltage Detect) , 可识别被测品的击穿电压值;

>在产线上可实现自动侦测功能,被测品连接完毕后可自动进行一次测试;

>提供 U 盘接口,可以将波形或波形数据方便的拷贝存储;

>电压跌落检测,可对升压,稳压过程中的电压跌落值进行 NG 判定

>可编程脉冲高电压测试,最短可设置 10ms 测试时间,无损检测;

>100~2000V电压设置 /10nF~600nF静电容量 宽量程测试,适用面广。

RJ69系列 锂电池芯短路测试仪分标准型和分析型共 4个型号 (B 后缀的为基本型) , 您 可以根据具体需求结合下面的规格表进行选型, 尽管型号不同, 作为同一系列, 仪器的操作 和功能是共通的:

>击穿分析(仅标准型) :根据设置的起始电压、终止电压、步进值等参数,仪器可对被 测电池芯进行电压递进式的自动或手动测试,直到电池芯正负极击穿点出现。

>自动侦测(仅基本型) :在主界面下,按 ENTER 键即开始自动侦测,此时启动键上的 红灯在闪烁, 被测品一旦连接到测试下上, 则自动进行一次测试。 按 ESC 键可推出自动侦测 状态。

>波形管理:仪器自身可存储 100组或 1000组测试参数,即可存储 100或 1000种型号 的电池芯测试设置参数。您可以通过测试组的编号或存储时输入的名称进行查询。

>统计分析:仪器自带统计功能,测试的总数、合格 /不合格率,甚至提供不合格分类的 统计信息

>数据拷贝:对于您关注的某项测试结果,可以通过 U 盘将当前的测试界面以图片或数 据的形式拷贝下来。

技术规格

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