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4 要求
4.1检验步骤:
A面→B面→C面→五金(依产品结构特点而定,亦可同时进行。
4.2检验标准:
见表1、表2
5 检验方法
5.1检验条件:
5.1.1距离:
灯距离物品1.2~1.5m高;
5.1.2时间:
时间3~5s,总体时间不超过15s;
5.1.3照明:
室内60W日光灯下;
5.1.4位置:
检视面与桌面成45º
角;
上下左右转动15º
角内。
5.2检测工具与要求:
5.2.1塞规:
0.02~1.00mm;
5.2.2菲林卡;
5.2.3卡尺:
准确度:
±
0.02mm。
6品质判定
来料及出货供检验的样品于交验的产品中随机抽取,采用GB2828-87(IL=Ⅱ)的正常检验一次抽样方案,其合格质量水平按AQLCri.(0.0)Maj.(0.65)Min.(1.5)规定对产品批进行处置;
制程检验则实行全检或随机抽检,若发现品质不良则按相关程序处理。
第一章概论……………………………………………………………4
第一节电池名词……………………………………………………4
一次电池……………………………………………………4
二次电池……………………………………………………4
其他电池……………………………………………………4
额定容量……………………………………………………4
额定电压……………………………………………………4
开路电压……………………………………………………4
内阻……………………………………………………4
C……………………………………………………4
放电截止电压……………………………………………………4
放电深度……………………………………………………5
过充(放)电……………………………………………………5
能量密度……………………………………………………5
自放电……………………………………………………5
循环寿命……………………………………………………5
记忆效应……………………………………………………5
CC/CV……………………………………………………5
涓流充电……………………………………………………5
-△V……………………………………………………5
△V/△t……………………………………………………5
充放电率……………………………………………………5
第二节充电电池种类……………………………………………5
镍镉电池(Ni-Cd)……………………………………………………5
镍氢电池(Ni-Mh)……………………………………………………6
锂离子电池(Li-lon)……………………………………………………6
铅酸电池(Sealed)……………………………………………………6
锂聚合物电池(Li-polymer)……………………………………………6
第二章充电电池的主要性能指标…………………………………6
第一节性能指标……………………………………………6
安全性能……………………………………………………6
容量……………………………………………………6
内阻……………………………………………………7
循环寿命……………………………………………………7
高率放电性能……………………………………………………7
荷电保持能力……………………………………………………7
第二节测试项目………………………………………………7
1、电池的可靠性测试项目有哪些…………………………………………7
2、电池的安全性测试项目有哪些…………………………………………8
第三节性能及测试问答………………………………8
什么是电池的放电残余容量……………………………………8
什么是电池的标称电压、开路电压、中点电压、终止电压………………8
电池常见的充电方式有哪几种……………………………………………8
什么是电池的标准充放电……………………………………………9
脉冲充电对电池性能有什么影响……………………………………………9
什么是涓流充电……………………………………………9
什么是充电效率……………………………………………9
什么是电池的功率输出……………………………………………9
什么是二次电池的自放电,不同类型电池的自放电率是多少………………9
什么是24小时自放电测试……………………………………………10
什么是电池的内阻,怎样测量……………………………………………10
充电态内阻与放电态内阻有何不同……………………………………………10
什么是IEC标准循环寿命测试……………………………………………10
什么是标准耐过充测试……………………………………………11
什么是标准荷电保持测试……………………………………………11
什么是电池的内压,电池正常内压一般为多少………………………………11
什么是内压测试……………………………………………11
什么是短路实验……………………………………………11
什么是跌落测试……………………………………………11
什么是振动实验……………………………………………11
什么是碰撞实验……………………………………………12
什么是撞击实验……………………………………………12
什么是穿刺实验……………………………………………12
什么是高温加速实验……………………………………………12
什么是高温高湿测试……………………………………………12
什么是温升实验……………………………………………13
什么是温度循环实验……………………………………………13
什么是温度震荡实验……………………………………………13
什么是灼烧实验……………………………………………13
什么是IEC标准?
电池常用标准有哪些………………………………………13
第三章电池常见问题与分析………………………………………13
充电的控制方法有哪些………………………………………13
过充电对电池性能有何影响………………………………………14
什么是过放电,过放电对电池性能有何影响……………………………………14
电池、电池组放什么是过充电电时间短的可能原因有哪些?
…………………14
电池使用寿命短的可能原因是什么………………………………………14
不同容量的电池组合在一起使用会出现什么问题………………………………14
电池使用完后或长期不使用是否可以保存在用电器内吗?
………………………14
什么是短路,短路对电池性能有何影响………………………………………14
什么是记忆效应,怎样消除记忆效应………………………………………14
电池出现零电压或低电压的可能原因是什么……………………………………15
电池组零电压或低电压的可能原因有哪些………………………………………15
电池、电池组充不进电的可能原因是什么?
……………………………………15
电池、电池组无法放电的可能原因是什么……………………………………15
电池充满电时温度为什么会急升,电压为什么会突降…………………………15
电池鼓底、凸肚、甚至漏液的可能原因是什么…………………………………15
电池保护元器件的种类及各自的优缺点是什么…………………………………15
什么是电池的爆炸,怎样预防电池爆………………………………………15
电池容量越高越好吗………………………………………16
第四章几种主要充电电池……………………………………16
第一节镍镉电池…………………………………………16
第二节镍氢电池…………………………………………17
第三节锂(Li-ion)离子…………………………………………19
第四节锂聚合物电池…………………………………………20
第五节镍氢电池与锂电池的差异…………………………………………21
第一章概论
第一节电池名词
电池:
指通过正负极之间的反应将化学能转化为电能的装置.
1、一次电池:
指无法进行充电,仅能放电的电池,但一次电池容量一般大于同等规格充电电池,如锌锰、碱性干电池,锂扣电池,锂亚电池等。
2、二次电池:
指可反复充电再循环的电池,如铅酸、镍镉、镍氢、锂离子、锂聚合物、燃料、锌、铝、镁空气电池等。
3、其它:
燃料电池,物理电池,太阳电池。
4、额定容量:
指电池在充满电后,空载状态下放电至截止电压时,所能释放出的电能量,一般以mAh或Ah(1Ah=1000mAh)符号来表示。
电池长期使用后,释放的电量会下降。
容量由于充放电是在一定的C-倍率条件下进行的,因此电池的容量与C-倍率直接相关。
电池的额定容量是指0.2C条件下测试得到的电容量。
C-倍率越大,电池的放电率越小。
充电容量(Ah或者mAh)=充电电流×
充电时间,放电容量(Ah或者mAh)=放电电流×
放电时间。
一般而言,0.2C电流放电基本能够达到95%~100%放电率,而1C电流放电只能能够达到90%放电率左右,由于充电受电池原材料本身特性影响,相应需要多充一部分时间,大致是同等电流放电时间的120~160%,例如,NI-MHAA1800mAh,以0.2C(360mA)充电约需6~8小时,而以0.2C(360mA)放电约可以达到5小时。
5、额定电压:
指电池正负极材料因化学反应而造成的电位差,由此产生的电压值。
不同电池由于正负极材料不同,产生的电压是不一样的,电池电压会随着充电的过程而不断上升至某一值,会随着放电的过程而不断下降至某一值。
6、开路电压:
指电池在无负载的情况下,电池正负极之间的电压。
开路电压与电池的剩余能量有一定的联系,因此,电池显示器是利用这种关系而制造。
7、内阻:
指电池内部由化学材料自动生成的阻抗,内阻越小,电池的充放电性能越好。
电池内阻包含直流电阻和交流电阻。
影响电池内阻的因素有:
①电解质的成份;
②正负电极片中的成份配方;
③正负电极片的几何面积以及比表面积;
④金属基片(铜箔和铝箔);
⑤电解液与正负电极片接口状态;
⑥温度;
⑦充电状态(电池的开路电压);
⑧测量频率高低;
⑨电池的内部结构设计。
8、C:
用来表示电池充放电时电流大小的比率,即倍率。
如1200mAh的电池,0.2C表示240mA(1200mAh的0.2倍率),1C表示1200mA(1200mAh的1倍率)。
充放电效率充放电效率也与C(倍率)相关,在0.2C条件下,聚合物锂电池的充放电效率应该在99.8%。
充放电效率=放电容量/充电容量×
100%
9、放电截止电压:
指电池充满电后进行放电,放完电时达到的电压(若继续放电则为过度放电,对电池的寿命和性能有极大的损伤)。
10、放电深度:
与电池额定容量比较,放电量的比率。
11、过充(放)电:
指超过电池规定的充(放)电状态,若继续充(放)电可能造成电池漏液或劣化。
12、能量密度:
指单位体积或单位质量所释放的能量,一般用体积能量密度(wh/l)和质量能量密度(wh/kg)表示。
13、自放电:
电池充满电之后,在与外电路没有接触和常温放置的条件下,其电容量会自然衰减。
在储存过程中,电池蓄电容量会逐渐下降,其减少的容量与额定容量的比例,称为自放电率。
通常,环境温度对其影响较大,过高温度会加速电池的自放电。
电池容量衰减(自放电率)的表达方法为:
%/月。
镍镉、镍氢电池的自放电率为20-25%/月,锂电池的自放电率为2-5%/月。
14、循环寿命:
二次电池经历一次充放电称为一个周期或一次循环。
在一定的放电制度下,电池容量降至规定值之前,电池所经受的循环次数称为循环寿命。
二次电池在反复充放电的使用下,电池容量会逐渐下降,一般以电池的额定容量为标准,当电池容量降至其60%或80%时的充放电次数称为循环寿命。
15、记忆效应:
电池的记忆效应是指在下一次充电时所能充电的百分比。
为了消除电池的记忆效应,在下一次充电之前,必须先完全放电,然后再充电。
只有这样,才能百分之百的充满电池。
镍氢、锂电池均无记忆效应。
16、CC/CV:
CC即恒流,以固定的电流对电池充(放)电;
CV即恒压,以固定的电压对电池充电,充电电流会随着电压的上升而下降。
对铅酸电池一般采用恒压方式充电,对镍镉、镍氢电池一般采用恒流方式充电,对锂离子电池一般采用先恒压(4.2V/节)后恒流方式充电。
17、涓流充电:
指以小于0.1C电流对电池充电,一般在电池接近充满电时,进行补充充电时采用涓流充电方式充电,在此情况下,电池使用寿命较长。
18、-△V:
这是在电池接近充满电时,电压达到一个峰值后,对其继续充电,电压会有瞬间的微量下降,一般在3~5mV之间,充电芯片多根据-△V值对电池进行控制。
19、△V/△t:
这是在电池接近充满电时,电池表面温度会随着时间而快速上升,,以每分钟上升的温度作为充电截止条件,一般设定在每分钟上升1度作为截止点。
20、充放电率:
充电状态和放电深度都是电池保有值。
充放电状态以百分比率来表示,以满充电和满放电为100%。
充电状态称为SOC;
放电深度称为DOD。
如:
DOD=250mAh/800mAh×
100%=31.25%。
第二节充电电池种类
镍镉电池(Ni-Cd)
电压:
1.2V
使用寿命为:
500次
放电温度为:
-20度~60度
充电温度为:
0度~45度
备注:
耐过充能力较强。
镍氢电池(Ni-Mh)
1000次
-10度~45度
10度~45度
目前最高容量是2100mAh左右。
锂离子电池(Li-lon)
3.6V
重量比镍氢电池轻30%~40%,容量高出镍氢电池60%以上。
但是不耐过充,如果过充会造成温度过高而破坏结构=>
爆炸。
锂聚合物电池(Li-polymer)
3.7V
锂电的改良型,没有电池液,而改用聚合物电解质,可以做成各种形状,比锂电池稳定。
铅酸电池(Sealed)
2V
200~300次
就是一般车用电瓶(它是以6个2V串联成12V的),免加水的电池使用寿命长达10年,但体积和最量是最大的。
第二章充电电池的主要性能指标
第一节性能指标
1.安全性能
安全性能指标不合格的电池是不可接受的。
其中影响最大的是爆炸和漏液。
爆炸和漏液的发生主要与电池的内压、结构和工艺设计(比如安全阀失效、锂离子电池没有保护电路等)及应当禁止的不正确操作(比如将电池投入火中)有关。
2.容量
指在一定放电条件下,电池所能释放出的总电量。
按照IEC标准和国标,镍镉和镍氢电池在20±
5°
C条件下,以0.1C充电16小时后以0.2C放电至1.0V时所放出的电量为电池的额定容量,以C表示;
锂离子电池在常温、恒流(1C)、恒压(4.2V)条件下充电3小时后再以0.2C放电至2.75V时所放出的电量为电池的额定容量。
电池容量的单位为mAh和Ah(1Ah=1000mAh)。
以AA2300mAh镍氢充电电池为例,表示该电池以230mA(0.1C)充电16小时后以460mA(0.2C)放电至1.0V时,总放电时间为5小时,所放出的电量为2300mAh。
相应地,若以230mA的电流放电,其放电时间约为10小时。
3.内阻
电池的内阻是指电流流过电池内部时所受到的阻力。
充电电池的内阻很小,需要用专门的仪器才可以测量到比较准确的结果。
一般所知的电池内阻是充电态内阻,即指电池充满电时的内阻(与之对应的是放电态内阻,指电池充分放电后的内阻。
一般说来,放电态内阻比充电态内阻大,并且不太稳定)。
电池内阻越大,电池自身消耗掉的能量越多,电池的使用效率越低。
内阻很大的电池在充电时发热很厉害,使电池的温度急剧上升。
对电池和充电器的影响都很大。
随着电池使用次数的增多,由于电解液的消耗及电池内部化学物质活性的降低,电池的内阻会有不同程度的升高。
质量越差的电池上升越快。
4.循环寿命
循环寿命即电池可经历的重复充放电的次数。
电池寿命和容量成反向关系,一般镍氢电池的循环寿命可达500次以上。
高容量电池的寿命则较短,不过也可达200次以上。
循环寿命还与充放条件密切相关,一般充电电流越大(充电速度越快),循环寿命越短。
5.荷电保持能力
荷电保持能力即通常讲的自放电,是指在开路状态下,电池储存的电量在一定环境条件下的保持能力。
自放电主要是由电池材料、制造工艺、储存条件等多方面的因素决定的。
通常温度越高,自放电率越大。
充电电池一定程度的自放电属于正常现象。
以镍氢电池为例,IEC标准规定电池充满电后,在温度为20±
C、湿度为65±
20%条件下,开路搁置28天,0.2C放电时间不得小于3小时(即剩余电量大于60%)。
锂离子电池和干电池的自放电要小得多。
6.高率放电性能
即大电流放电能力。
数码相机、电动工具、电动玩具等用电器具尤其需要大电流放电性能优秀得电池。
大电流放电性能主要和电池的材料及制作工艺有关。
第二节测试项目
1、电池的可靠性测试项目有哪些?
1.循环寿命
2.不同倍率放电特性
3.不同温度放电特性
4.充电特性
5.自放电特性
6.不同温度自放电特性
7.存贮特性
8.过放电特性
9.不同温度内阻特性
10.高温测试
11.温度循环测试
12.跌落测试
13.振动测试
14.容量分布测试
15.内阻分布测试
16.静态放电测试
2、电池的安全性测试项目有哪些?
1.内部短路测试
2.持续充电测试
3.过充电
4.大电流充电
5.强迫放电
6.跌落测试
7.从高处跌落测试
8.穿刺实验
9.平面压碎实验
10.切割实验
11.低气压内搁置测试
12.热虐实验
13.浸水实验
14.灼烧实验
15.高压实验
16.烘烤实验
17.电子炉实验
第三节性能及测试问答
v什么是电池的放电残余容量?
当对可充电电池用大电流(如1C或以上)放电时,由于电流过大使内部扩散速率存在的“瓶颈效应”,致使电池在容量未能完全放出时已到达终点电压,再用小电流如0.2C还能继续放电,直至1.0V/支时所放出的容量称为残余容量.
v什么是电池的标称电压、开路电压、中点电压、终止电压?
电池的标称电压指的是在正常工作过程中表现出来的电压,二次镍镉镍氢电池标称电压为1.2V;
二次锂电池标称电压为3.6V;
开路电压指在外电路断开时,电池两个极端间的电位差;
终点电压指电池放电实验中,规定的结束放电的截止电压;
中点电压指放电到50%容量时电池的电压,主要用来衡量大电流放电系列电池高倍率放电能力,是电池的一个重要指标.
v电池常见的充电方式有哪几种?
镍镉和镍氢电池的充电方式:
1.恒流充电:
整个充电过程中充电电流为一定值,这种方法最常见;
2.恒压充电:
充电过程中充电电源两端电压保持一恒定值,电路中的电流随电池电压升高而逐渐减小.
3.恒流恒压充电:
电池首先以恒流充电,当电池电压升高至一定值时,电压保持不变,电路中电流降至很小,最终趋于0.
锂电池的充电方式:
恒流恒压充电:
电池首先以恒流充电,当电池电压升高至一定值时,电压保持不变,电路中电流降至很小,最终趋于0.
v什么是电池的标准充放电?
IEC国际标准规定的镍镉和镍氢电池的标准充放电方法为:
首先将电池以0.2C放电至1.0V/支,然后以0.1C充电16小时,搁置1小时后,以0.2C放至1.0V/支,即为对电池标准充放电.
v脉冲充电对电池性能有什么影响?
由于镍镉电池在常规充电时容易极化,常规恒压或恒流充电均会使电解液持续产生氢气体,其氧气在内部高压作用下,渗透至负极与镉板作用生成CdO,造成极板有效容量下降.脉冲充电一般采用充与放的方法.即充5秒钟,就放1钞钟.这样充电过程产生的氧气在放电脉冲下将大部分被还原成电解液.不仅限制了内部电解液的气化量,而且对那些已经严重极化的旧电池,在使用本充电方法充放电5-10次后,会逐渐恢复或接近原有容量.
v什么是涓流充电?
涓流充电是用来弥补电池在充满电后由于自放电而造成的容量损失.一般采用脉冲电流充电来实现上述目的.根据以往测试的经验,电池在充满电后,在40℃环境下由于自放电损失的容量大约是标称容量的5%.从理论上讲,以C/500的电流持续充电即可弥补自放电造成的容量损失C*5/100*24h*C/500,但是,由于电流太小,实际上充电效率非常低,使得基本无法充进电.我们采用脉冲充电方法可以解决这个问题.用C/10充电1.2秒,搁置58.8秒.按照上述条件每天充电的容量约为标称容量的5%.一般而言,脉冲充电的方式在以下范围内较为适合,可根据实际情况选用.充电电流:
C/20,充电时间:
0.1秒到60秒.
涓流充电的例子:
充电高充电低脉冲周期S每天充电容量电流时间电流时间C/101.2s0C58.8s60s标准容量的5%C/202.4s0C57.6s60sC/100.6s0C29.4s30s
v什么是充电效率?
指电池在一定放电条件下放至某一截止电压时放出的容量与输入的电池容量的比值,它可按照以下公式计算:
充电效率=(放电电流×
放电至截止电压的时间/充电电流×
充电时间)×
100%
输入的能量部分用来将活性物质转换为充电态,部分消耗在副反应上来产生氧气,充电效率受到充电速率和环境温度的影响,充电时充电电流必须在一定范围内,电流太小或太大充电效率都很低,由于电池还存在自放电,致使电池无法充满电.
v什么是电池的功率输出?
电池的功率输出指在单位时间里输出能量数的能力,它是根据放电电流I和放电电压V来计算的:
P=U×
I单位:
瓦特
电池的内阻越小,输出功
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- 充电电池 主要性能 指标