液态锂离子电芯总规范标准Word文档下载推荐.docx
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能够放电和充电许多次的电芯。
3.3二次锂电芯
容量由锂的氧化和减少而获得的二次电芯。
(除非另有说明,本规所指电芯均为二次锂电芯。
)
3.4标称电压
用以标称电芯电压的近似值,规定标称电压为3.6V/只。
3.5充电限制电压
电芯充电时所允许到达的最高电压,规定充电限制电压为4.2V/只。
3.6终止电压
电芯放电完成时的电压,规定终止电压为3.0V/只。
3.7有效电压
电芯放电到移动通信手持设备关机时的电压,规定有效电压为3.3V/只。
3.8开路电压
外电路没有电流时,电芯电极间的电压值,简称电压。
3.9截止电流
电芯恒压充电至接近完全充满电的状态时的电流值,规定充电截止电流为20mA。
3.10容量
电芯在环境温度为23℃±
2℃的条件下,先充满电,然后以规定电流放电至终止电压时所提供的电量。
3.11标称容量
为满足客户需求对各种型号电芯容量所作的最低要求,用C5表示,单位为Ah(安时)或mAh(毫安时)。
规定标称容量如下:
363450A:
620mAh;
423048A:
053450A:
870mAh。
3.12充满电
2℃的条件下,以1C5A充电,当电芯端电压达到充电限制电压时,改为恒压充电,直到充电电流≤截止电流。
3.13有效容量
2℃的条件下,先充满电,然后以1C5A放电至有效电压时所提供的电量。
3.14剩余容量
电芯经过特定的检测程序后的首次放电至终止电压时所提供的电量,放电电流的大小取决于试验容,电流在具体测试项目中规定。
3.15膨胀
膨胀是指电芯外形尺寸发生变化。
对于膨胀程度的要求在具体测试中详细规定。
3.16渗漏
电解液、气体或其他物质从电芯中渗漏出来。
明显的渗漏现象可直接判定;
如无明显迹象,可通过电芯重量损失来判定,当电芯重量损失超过0.1%时即可判定为渗漏。
3.17泄压
电芯受压作用致使气体从防爆线处释放出来,除防爆线外,其他外壳部分仍保持完整。
规定泄压口子不得大于2cm。
3.18起火
电芯有火苗、火焰出现,电芯壳体有灼烧痕迹。
3.19爆炸
电芯部材料瞬间从电芯部喷出且离开电芯的距离大于25cm,电芯壳体被分裂或撕破成多片状态。
4单体电芯要求与测试
4.1机械性能
4.1.1外观
4.1.1.1要求
产品标识应清晰、准确,而且能保证该电芯的可追溯性。
电芯壳体表面应清洁,无明显机械划伤,焊缝、铆钉周围和铝镍复合带表面无锈斑。
4.1.1.2测试方法
用目测法检查待测电芯的外观、条码是否符合上述要求。
4.1.2外形尺寸
4.1.2.1要求
电芯的外形尺寸必须符合以下要求:
厚:
3.5~3.9mm;
宽:
33.5~34.0mm;
高:
49.5~50.0mm
4.1~4.5mm;
29.5~30.0mm;
47.5~48.0mm
4.9~5.3mm;
4.1.2.2测试方法
使用卡尺直接测量电芯的长、高、宽的尺寸。
4.1.3重量
4.1.3.1要求
电芯的重量必须符合以下要求:
13~16g
13~15g
18~21g
4.1.3.2测试方法
使用电子天平测量电芯的重量。
4.1.4自由跌落
4.1.4.1要求
跌落试验后,电芯外观无明显损伤,不膨胀、不漏液、不泄压、不起火、不爆炸;
电芯阻变化不超过10%,电压变化不超过0.1V,剩余容量不小于初始容量的95%。
4.1.4.2测试方法
先测定电芯以1C5A放电的容量,然后充满电,测量电芯的开路电压、阻、厚度;
在1h开始自由跌落试验:
将电芯从1200mm高处自由跌落到混凝土地面上。
每只电芯做3个循环,每个循环包括从电芯的六个面各跌落一次(也即每只电芯共做6×
3=18次跌落)。
跌落完成后,测试电芯的阻、开路电压、厚度、剩余容量。
4.1.5振动
4.1.5.1要求
振动试验后,电芯外观无明显损伤,不膨胀、不漏液、不泄压、不起火、不爆炸;
电芯阻变化不超过10%,电压变化不超过0.02V,剩余容量不小于初始容量的95%。
4.1.5.2测试方法
电芯做一个快速循环,此容量为初始容量,电芯充满电后,搁置15min后,测量电芯的电压、阻、厚度;
立即将电芯固定在振动台上,进行振动试验,电芯经受频率为10~60Hz,振幅为1.6mm,扫频速率为1oct/min的扫频振动,在X、Y、Z三个方向上分别扫频30min;
扫频结束后,测量电芯的电压、阻、厚度、剩余容量。
4.2电性能
4.2.1电压
4.2.1.1要求
成品电芯电压围:
3.82V±
0.03V。
4.2.1.2测试方法
用数显万用表直接测量电芯的开路电压。
4.2.2交流阻
4.2.2.1要求
交流阻≤50mΩ。
4.2.2.2测试方法
电芯电压在3.82V±
0.03V时,用交流阻测试仪测量电芯的交流阻抗,交流阻测试仪的测试频率为1KHz。
4.2.3放电性能
4.2.3.11C5A放电制式
在环境温度为23℃±
2℃的条件下,将充满电后的电芯以1C5A电流放电至截止电压,放电容量不低于标称容量,放电时间不低于1h。
4.2.3.20.2C5A放电制式
2℃的条件下,将充满电后的电芯以0.2C5A电流放电至截止电压,放电容量不低于标称容量,放电时间不低于5h。
4.2.4放电有效性
2℃的条件下,将充满电后的电芯以1C5A电流放电至有效电压,放电容量不低于1C5A放电容量的88%。
4.2.5标准循环
2℃的条件下,电芯以0.2C5A充电制式充电,当电芯端电压达到充电限制电压时,改为恒压充电,直到充电电流≤截止电流,搁置15min;
然后以0.2C5A放电制式放电至终止电压,完成一个标准循环。
4.2.6快速循环
电芯以1C5A充电制式充电,当电芯端电压达到充电限制电压时,改为恒压充电,直到充电电流≤截止电流,搁置15min;
然后以1C5A放电制式放电至终止电压,完成一个快速循环。
4.2.7高温性能
4.2.7.1要求
电芯进行高温测试后,电芯外观无明显损伤,膨胀尺寸变化不大于5%、不漏液、不泄压、不起火、不爆炸。
高温放电容量不低于初始容量的90%,放电时间不低于54min。
4.2.7.2测试方法
将电芯以0.2C5A放电至截止电压,搁置15min后,电芯做一个快速循环,该放电容量为初始容量;
1C5A充电制式充电后,在60℃±
2℃的条件下搁置2h,然后以1C5A放电制式放电,该放电容量为高温放电容量。
4.2.8低温性能
4.2.8.1要求
电芯进行低温测试后,电芯外观无明显损伤,不膨胀、不漏液、不泄压、不起火、不爆炸。
低温放电容量不低于初始容量的70%,放电时间不低于3.5h。
4.2.8.2测试方法
将电芯以0.2C5A放电至截止电压,搁置15min,然后将电芯充满电,以0.2C5A电流放电至截止电压,该放电容量为初始容量;
再次将电芯充满电,在-20℃±
2℃的条件下搁置2h,然后以0.2C5A电流放电至截止电压,该放电容量为低温放电容量。
4.2.9荷电保持性能(成品)
4.2.9.1要求
开路搁置30d后,阻变化应不大于10%,电压变化不超过0.05V;
搁置90d后,电压变化应不大于0.1V,阻变化应不大于15%;
最多三个标准循环后,电芯放电容量能达到初始容量的95%以上。
在测试荷电保持过程中要求电芯不膨胀、不渗漏。
4.2.9.2测试方法
电芯先做3个标准循环,第三次循环的放电容量为初始容量。
然后将电芯以0.2C5A电流恒流充电至3.8V,然后转入恒压充电,直到充电电流≤截止电流,然后测量电芯的开路电压、交流阻;
在25℃±
2℃下开路搁置30d,测量电芯的开路电压、交流阻;
继续试验,在25℃±
2℃条件下开路搁置到90d,测量电芯的开路电压、交流阻,将电芯以0.2C5A恒流放电至终止电压;
电芯做标准循环最多3次,测电芯的恢复容量。
4.2.10荷电保持性能(满电)
4.2.10.1要求
容量保持率必须符合表1中的要求。
4.2.10.2测试方法
表1
贮存温度
25℃
60℃
贮存时间
72h
28d
24h
贮存前循环次数
1
400
最低容量保持率
95%
80%
50%
90%
将电芯按表1要求做标准循环,第三次循环的放电容量为初始容量。
然后将电芯充满电,再按表6所规定的时间和温度贮存。
贮存完后用1C5A电流放电,测定电芯的剩余容量,并用剩余容量除以初始容量得出电芯的容量保持率,以百分比表示。
4.2.11循环性能
4.2.11.1要求
电芯循环到100次,放电容量不小于初始容量的90%;
电芯循环到400次时,放电容量不小于初始容量的80%。
4.2.11.2测试方法
先将电芯以0.2C5A电流放电到终止电压,搁置15min后开始进行循环试验。
先以1C5A电流充电至充电限制电压,转为恒压充电,直至充电电流≤截止电流,充电结束,搁置15min,然后以1C5A电流放电至终止电压,放电结束,搁置15min,到此为一个循环结束。
第三次循环的放电容量定义为初始容量。
4.3环境适应性能
4.3.1恒定湿热
4.3.1.1要求
恒定湿热试验过程中,电芯外观无明显损伤,膨胀小于5%、不漏液、不泄压、不起火、不爆炸;
电芯阻变化不超过10%,剩余容量不小于初始容量的85%。
4.3.1.2测试方法
电芯先做一个快速循环,测量电芯的阻、厚度、初始容量;
将电芯充满电,同时调整低温调湿试验箱温度为60℃±
2℃,相对湿度为90%~95%。
然后将电芯放置到试验箱开路搁置48h,取出后在常温下搁置2h后,测试电芯的阻、厚度、剩余容量。
4.3.2热冲击(130℃)
4.3.2.1要求
电芯在热冲击过程中,电芯不起火、不爆炸。
4.3.2.2测试方法
将满充电的电芯用绝缘线悬挂在温度冲击箱(远红外鼓风烘箱或真空烤箱)中,冲击箱温度以5℃±
2℃/min的速率上升到130℃±
2℃,保持1h,观察电芯的状态。
4.3.3热冲击(150℃)
4.3.3.1要求
4.3.3.2测试方法
将充满电的电芯用绝缘线悬挂在温度冲击箱(远红外鼓风烘箱或真空烤箱)中,冲击箱温度以5℃±
2℃/min的速率上升到150℃±
2℃,保持30min,观察电芯的状态。
4.3.4温度冲击
4.3.4.1要求
电芯不漏液、不泄压、不起火、不爆炸。
4.3.4.2测试方法
调整低温室(低温调湿试验箱)的温度为-40±
2℃,高温室(远红外鼓风烘箱)的温度为85±
2℃。
将充满电的电芯放入低温室中保持1h,然后将电芯转到高温室(转换时间≤10s)中保持1h。
然后又将电芯换到低温室中(转换时间≤10s)。
反复这样的2h循环32次也即共用64h,最后将电芯在20℃±
5℃下储存24h。
观察电芯的状态。
4.3.5低压
4.3.5.1要求
低压试验过程中,电芯外观无明显损伤,不膨胀、不漏液、不泄压、不起火、不爆炸。
4.3.5.2测试方法
将充满电的电芯放入压力为11.6kPa,温度为20±
5℃的真空干燥箱开路放置6h(模拟海拔15240m)。
4.4安全性能
4.4.1持续充电
4.4.1.1要求
持续充电过程中,要求不漏液、不泄压、不起火、不爆炸。
4.4.1.2测试方法
在电芯先以0.2C5A电流放电至终止电压,然后以1C5A恒流充电到充电限制电压,当充电电流≤截止电流时,转为恒压充电,连续充电28d,观察电芯状态。
4.4.2过充
4.4.2.1要求
要求电芯不起火、不爆炸,电芯的外部表面温度不超过150℃。
4.4.2.2测试方法
在环境温度23℃±
2℃的条件下,先将电芯用厚约12.7mm(0.5英寸)的玻璃纤维棉(石英锦)完全包起来以使电芯保持绝热,再以0.2C5A电流放电至终止电压,然后以指定电流I恒流充电到指定电压U(根据客户需求选择过充方式),转为恒压充电,当出现以下情况时终止测试,①电芯失效(如起火、爆炸);
②电流低于50mA,并且电芯的温度下降到室温;
③总的测试时间达到24h。
表2
I(A)
3C5
1C5
1C5
U(V)
4.8
5
10
4.4.3过放
4.4.3.1要求
要求电芯不起火、不爆炸。
4.4.3.2测试方法
在20℃±
5℃下,用0.2C5A恒流放电至终止电压后,外接30欧姆负载放电24h(即使电池电压降为0V后试验也应继续进行)。
4.4.4短路
4.4.4.1要求
4.4.4.2测试方法
在环境温度20℃±
5℃的条件下,在防爆箱用电阻不大于50mΩ的导线将电芯正负极短接2h(当电芯开路电压小于0.1V时,试验结束)。
4.4.5极性反充
4.4.5.1要求
4.4.5.2测试方法
2℃的条件下,将电芯充满电后,以3C5A恒流反向充电至-10V,并保持8h。
4.4.6针刺
4.4.6.1要求
4.4.6.2测试方法
5℃的条件下,将电芯充满电,用直径为3mm(0.118in)长为76.2mm(3in)的不锈钢针,在电芯的最大平面靠近中心的部位将其完全刺穿,针刺速度不低于12m/s,观察1h。
4.4.7重物冲击
4.4.7.1要求
4.4.7.2测试方法
5℃的条件下,将电芯放置在坚硬、平整、水平的冲击台面上,电芯的最大平面平行于冲击台面,把一根直径约为7.9mm的不锈钢圆杆垂直于电芯的长轴方向横放在电芯上表面中部,用重量约为9.1kg的重锤自约610mm高度自由垂落至冲击台面,观察1h。
4.4.8挤压
4.4.8.1要求
4.4.8.2测试方法
5℃的条件下,在两平板间挤压电芯,压力由活塞真径为32mm的液压机提供。
将电芯的最大平面平行于挤压台面放置,施加压力直至达到17.2MPa,立刻释压,观察1h。
5测试仪表与设备
5.1测试仪表与设备的精度要求
测量电压的仪表准确度应不低于0.5级,阻量程应不小于10KΩ/V。
测量电流的仪表准确度应不低于0.5级。
测量时间用的仪表准确度应不低于±
0.1%。
测量温度用的仪表准确度应不低于±
0.5℃。
恒流源的电流恒定可调,恒流时,其电流变化围为±
1%。
恒压源的电压恒定可调,恒压时,其电压变化围为±
0.5%。
测量尺寸用的仪器准确度应不低于1%。
测量重量用的仪器准确度应不低于1%。
5.2仪表与设备清单
见下页表3。
表3
序号
设备名称
型号规格
测试项目
带表卡尺
尺寸
2
电子精密天平
BL/0.001*200g
电芯重量
3
跌落夹具
自制
自由跌落
4
电池测试仪
BTS-5V/2.2A
电性能(充放电)
数显万用表
电压
6
阻测试仪
交流阻
7
远红外鼓风烘箱
SWY-3
高温性能、热冲击、温度冲击
8
低温调湿试验箱
SETH-Z021L
低温性能、恒定湿热、温度冲击
9
真空烤箱
ZKG-T3
低压、热冲击
BTS-20V/8A
持续充电、过充、反充
11
防爆试验箱
过充、反充、过放
12
短路试验箱
短路
13
电子负载
30欧姆
过放
14
针刺装置
针刺
15
重物冲击装置
重物冲击
16
挤压装置
挤压
17
振动装置
/
振动
18
秒表
所有计时项目
7电芯抽检方案
7.1常规检测
常规检测对每一型号的每一批次进行一次,由FQC完成。
检验项目与抽样数量参见表4。
表4
属性
检验项目
抽样数量
允许不合格数
不合格的处理办法
章节
项目
机械性能
4.1.1
外观
200
以预警单形式通知相关部门:
生产部、样品组、OQC,并由QE负责牵头分析原因,制定解决方案。
出货前生产全检不合格项目或OQC增大两倍抽样数量进行抽检。
4.1.2
电性能
4.2.1
4.2.2
阻
4.2.3.2
1C5A放电
4.2.4
放电有效性
4.2.9
荷电保持性能(成品)
该批次判为不合格,不能正常出货;
样品组不能选用该批次产品备样。
4.2.11
循环寿命
环境适应性能
4.3.2
热冲击(130℃)
安全性能
4.4.2
过充(3C5,4.8V)
4.4.4
7.2周期性检测
周期性检测由研发部门组织每3个月进行一次,任选一个型号刚生产完毕的批次进行检测。
检验项目与抽样数量参照表5。
对于检测不合格的项目由研发部门负责组织工艺、品质、生产等部门分析原因,并制定解决方案。
表5
20
4.1.3
重量
4.1.4
跌落
4.1.5
4.2.3.1
0.2C5A充、放电
1C5A充、放电
4.2.7
高温性能
4.2.8
低温性能
4.2.10
荷电保持性能(满电)
4×
环境性能
4.3.1
恒定湿热
4.3.3
热冲击(150℃)
4.3.4
温度冲击
4.3.5
低压
4.4.1
持续充电
过充
6×
4.4.3
4.4.5
极性反充
4.4.6
4.4.7
重物重击
4.4.8
7.3新材料研发测试
抽检方案同常规检测。
7.3小批量试产检测
检验项目参照试产通知单,抽样数量参照周期性检测方案。
8标识
8.1电芯标识
所有电芯都必须使用激光打码方式打上编码,以确保电芯的可追溯性。
8.2包装标识
产品的名称和型号与规格、数量、合格品标识、生产批次、制造日期、制造厂名、详细地址、产地、产品执行的标准号、生产许可证;
其他标识:
如颜色、有包装箱尺寸标注、有小心轻放、向上、怕热、怕湿等标志。
合格品标识方式如下:
有检验者标识、检验日期、有效日期、产品型号。
9包装、运输、贮存
9.1包装
9.1.1包装基本要求
装箱前产品必须经过检验并合格,其附件、备件与技术文件应齐全。
产品包装环境应保持通风良好,清洁、干燥,无有害介质。
被包装的产品应在室温条件下且相对湿度不大于75%的环境进行。
包装箱材料可用强度较好的纸质;
包装材料和包装容器应保持干燥、清洁,不允许采用对产品有害的材料;
包装应牢固结实,不能有松动、晃动;
包装材料应整齐有序,不能有挤压、碰触、重叠;
9.1.2防护要求
9.1.2.1防潮
经过防潮处理的产品,为了保护产品在储运过程中不受潮气的损害。
包装前产品应在温度低于20℃、相对湿度小于65%的环境下,停
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