鋰電池可靠性測試(shì)標準及試驗流程(chéng)
作者:
草莓视频网站儀器
編輯:
草莓视频网站儀器(qì)
來源:
www.tuyatang.com
發布日期: 2020.08.11
1目的:
1.1檢驗本公司所生產(chǎn)二次鋰離子成品電池的各項性能,以確保(bǎo)本公司成品電池的安全性與可靠性符合客戶要求;
1.2發現明顯的或潛在的品質問題,為改(gǎi)善產品品質,提高產品安全性與可靠性提供客觀數據支(zhī)持。
2範圍:
本標準適用於我公司(sī)生產的所有(yǒu)型(xíng)號單體二次鋰離子成品電池。
3職責與權限:
3.1測試:執行測試及測(cè)試記錄管理;
3.2研發部/工程部:協助(zhù)執行(háng)檢(jiǎn)驗測(cè)試。
4定義和術語(yǔ)
4.1二(èr)次鋰離子成品電池:含有鋰離子化合物的能夠將化學能(néng)直接轉化為電能的可多次充放電的裝置,包括電極(jí)、隔膜、容器和(hé)端子。本標準中定義指我司生(shēng)產的二次液態(tài)鋰離子成品電池和二(èr)次聚合物鋰(lǐ)離子成品電(diàn)池。
4.2充(chōng)電限製電壓(yā):成品電池由恒流轉入恒壓充電時(shí)的電壓,未特殊定(dìng)義其值為n*4. 20V。
4.3額定容量:電池在環境溫度20℃±5℃條件下,以5h率(lǜ)放電至(zhì)終止(zhǐ)電壓時所應提供的電量,用C5表示,單位是Ah (安·時(shí))或mAh (亳安·時)。
4.4標稱電(diàn)壓:用以表示成品電池電壓的近似值。
4.5終止電壓:規定放電終止時成品(pǐn)電池的(de)負載電(diàn)壓,未(wèi)特殊定義(yì)時其值為(wéi)n*2. 75V。
4.6充電製式:成品電池可采用下列製式之一進行充電:
4.6. 1在環境溫度20℃±5℃條件下,以0.2C5A充電(diàn),當成品電池端電壓達到充電限製電壓n*4.
20V時,轉為恒壓充電,直(zhí)到充電電流≤0.01C5A,充電結束。此充電(diàn)製式為檢驗的仲裁充電(diàn)製式。
4. 6. 2在環境溫度20℃±5℃條(tiáo)件下,以0. 5C5A充電(diàn),當成(chéng)品電池端電壓達(dá)到充電限製電壓n*4. 20V時,轉為恒壓充電,直到充電電流≤0.01C5A,充電結束。
4.6.3在環境(jìng)溫(wēn)度20℃±5℃條件下,以1C5A 充電,當成品電池端電壓達到充電限製電壓n*4. 20V時,轉為(wéi)恒壓充電,直到充電電流(liú)≤0. 01C5A,充電結束。
4. 6.4藍牙係列電(diàn)池用0.
2C5A充電(diàn),DVD 係列電(diàn)池用0. 5C5A充電。
4.7放電平台:恒流放電(diàn)到3.60V時的放電時間。
4. 8完全充電:按照4. 6所述的充(chōng)電方法,成品電池內部儲電容量達到值即被認為是完全(quán)充電,也(yě)稱為滿電。
4.9破裂:由(yóu)於成品電池內部或外部的壓力導使電池的外包裝(zhuāng)機械性能(néng)失效,從而(ér)使成品電池內部物質漏出或溢(yì)出,但(dàn)並無物質噴出。
4. 10變形:成品(pǐn)電池由於內部或(huò)外部壓力而使電池外觀改變(biàn)。
4.11爆炸:成品電池(chí)失效時電池的外包裝或外殼強製裂開,內部的大部分(fèn)物質都強製性的(de)排出。
4.12起火:成品電池失效時產生火(huǒ)焰。
4. 13漏液:電解液從電芯中流(liú)出。
4. 14測試頻率(lǜ):即每隔一-定的時間對該款成品電池(chí)進行(háng)檢驗。
4.15測試周期:即做完該項測試所需要的(de)時間。
4.16字(zì)母“n”:表示串聯的電池節數。
5質(zhì)量評定程(chéng)序(xù):
5.1抽樣頻率.
5.1.IPRT測試:每個(gè)月按照電池容量的大小或者工藝材料的不同至少抽做4個品種(zhǒng),每(měi)半年循環抽取測(cè)試一次,測試項目和數量見附表一。
5. 1.2若客(kè)戶有特殊要求時,以客戶的要求抽樣(yàng)作PRT測試,如頻率過高(gāo)需向客(kè)戶收(shōu)取合(hé)理的測試費用,但(dàn)雙方必須達成一致(zhì)。
5.2判定規則:當(dāng)所有測試項目均滿(mǎn)足規定要求時,判為試驗合格,如有任何一項測試項目不符合要求時,應暫停試驗:責任單位須對不符合項進行確認、分析,找出不合格原因(yīn)並改善後可繼續進行送檢:如重新測試合格,則判(pàn)定試驗合格;若重新測試(shì)仍有不符(fú)合項則判定檢驗不合格(gé).
5.3測試結(jié)案:測試工作結束後,報告由測試員(yuán)製作並經實驗室負責人審核, QA負責人批準後,整理成電子檔案存入公司公共盤裏.
6.測試條件以及測試設備、儀表要求:
6.1測試條件(無特殊規定,本文件中各項試驗(yàn)應在(zài)此溫濕度條件下(xià)進行)
6.1.1溫(wēn)度: 20℃±5℃
6.1.2相對(duì)濕度: 45%~75%RH
6.2測量儀表與設備要求
6.2. 1測量電壓的儀表準確度(dù)不低於土1%,內阻不(bú)小於10KQ2/V;
6. 2.2測量電流的儀表準確度不低於±1% ;
6. 2.3測量時間用的儀表(biǎo)準確度不低於±0.1%;
6. 2.4測量溫度(dù)用的儀表(biǎo)準確度不低於土2C;
6. 2.5恒流源的電流恒定(dìng)可(kě)調,在工作過程(chéng)中,其電流變化應在土1 %範圍(wéi)內;
6.2.6恒壓源的電壓可調,其電壓變化範圍為土0.
5%。
6.2.7測量厚(hòu)度的(de)卡尺準確度不(bú)低於±1%;
6. 2.8測量容量的設備準確度不低於±0.1%;
7測試項目、方法及判定標準
7.1外觀尺寸、內阻、電壓、NTC 測試
7.1.1測試方法:.
7. 1. 1.1取樣品(pǐn)電池,目測電池外觀,用數顯(xiǎn)卡(kǎ)尺測量並記錄電池尺寸;
7.1. 1. 2打開內阻測試(shì)儀電源,按照對(duì)應成品電池規格書設定電壓、內阻量程,將電池裝入內阻(zǔ)測試(shì)儀夾(jiá)具,讀取並記錄電池內阻、電壓:再用萬用(yòng)表測其NTC值。
7.1.2測(cè)試設備:內阻測試儀、數顯卡尺、萬(wàn)用表。
7.1.3測試判定標準:
7. 1. 3.1電池外觀表麵清潔、無機械損傷、觸點無繡蝕;電池尺寸符合對應的規格書要(yào)求;
7. 1. 3. 2電池內阻參照對(duì)應的規(guī)格書(shū)要求的規格值:
7.1.4試驗電池處理:留做其他的性能測試:
7. 1.5標準(zhǔn)參照:成品(pǐn)電池規格書。
7. 2容量測試
7.2. 1測試方法:
7.2. 1.1取做完外觀、內阻、電壓的樣品電池(chí),按(àn)4. 6充電製式充滿電,即恒流恒壓充電到n*4.
20V;
7.2. 1.2擱置10min; 在20℃±5℃條件下,以0.2C5A電流對電(diàn)池恒流放電至n*2. 75V結束(如客戶有特殊要求時,按客戶要求進行),記錄放電容量和放電時間。
7.2.2測試設(shè)備:電池檢測櫃。
7.2.3測(cè)試判定標準:0.2C放電時間≥300min。
7.2.4試驗電(diàn)池處理:留做其他的性(xìng)能(néng)測(cè)試。
7.2.5標準參照: GB/T 18287-2000。
7. 3放電過流保護(hù)測試
7.3. 1測試方法:
7.3.1.1在20℃±5℃溫度下,用0. 5C=A的電(diàn)流恒流充電,當電池端電壓(yā)達到n*4. 2V時轉為恒壓充電,直(zhí)到充
電電流降至0. 01C5A時(shí)充電結束。
7. 3. 1. 2將電池接在電子負載測試儀上,調整初始放電電流(liú)為1C5A,開啟負載儀,逐步上升放電電流,直至(zhì)電池不再放電時結束,記錄電池停(tíng)止放電時的放電電流;
7.3.2測試(shì)設備:電池檢測櫃(guì)、電子負載儀。
7. 3. 3測試判(pàn)定標準:參照電池對應規格書
7.3. 4試驗電池處理:留作過充的性能測試
7.3. 5標準參照:無(本廠自訂)
7. 4充電過(guò)壓保護測試
7.4.1測試(shì)方法:.
7.4.1.1在20℃±5℃溫度下,用0.5C5A的電流恒流充電當電池端電壓達到n*4. 2V時轉為恒壓充電,直到充(chōng)電電流(liú)降至0.01C5A時充電結束。
7.4.1.2將成(chéng)品電池以5V 0. 5C5A充電8h後,擱置10min, 測試並記錄電池的電壓。
7.4.2測試設備:電池檢測櫃
7.4.3測試判定標準:≤對應電池規格書中過充電壓.上限為合格。
7.4.4試驗電(diàn)池(chí)處理:留做過放的性能測試。
7.4.5標準參照:無(本廠自訂)
7. 5放電過壓保護(hù)測試(shì)
7.5. 1測試方法:
7.5.1.1 在20℃±5℃環境溫度下,用(yòng)0.5C5A的電流恒流充電,當電池(chí)端電壓達到(dào)n*4. 2V時轉為恒壓充電,直到充(chōng)電電流降至0. 01CA時充電(diàn)結束。
7.5. 1.2將電池接在電子負(fù)載測試(shì)儀.上(shàng),開啟負載,以0. 5C&A的電流對電池恒流放電,直至電池不再放電(diàn)時(shí)結束,擱置10min,記錄下電池停止放電時的電壓。
7.5.1.3 拆下電池保護板,用保護板綜合測試儀,測試電池保護板的保護(hù)功能,並記錄測試數值。
7.5.2測試設備:電池檢測櫃、保護板綜(zōng)合測試儀(yí)、電子負載測試儀;
7.5.3測試判定標準:≥對應電池規格書過放電壓下限值為合格;保護值在(zài)規格範圍內。
7.5.4試驗電池處理:留做其他的性能測試
7.5.5標準參照:無(本廠自訂)
7. 6振動測試
7.6.1測試方法:
7.6.1. I取容量測(cè)試後的樣品電池按4. 6充電製式給電池充滿電;擱置10min後測試並記錄電(diàn)池電壓;
7.6.1.2將電池固(gù)定在振動台.上,以X、Y、Z三個方向每個方向從10Hz - 55Hz循環掃頻振動30 min,掃頻速率為(wéi)
1oct/min;試驗過程中如電池漏液、冒煙或爆炸則實驗結束;
7.6.1.3. 1振動頻率: 10Hz-30Hz
位移幅值(單振幅): 0. 38mm
7.6. 1. 3.2振動頻率: 30Hz-55Hz
位(wèi)移幅值(單振幅): 0. 19mm
7. 6. 1. 4振動結束擱置10min 後,觀察電池外觀,用綜合測(cè)試儀測試電(diàn)池性能。
7.6.2測試設備(bèi):振動測試台、電池綜(zōng)合測(cè)試儀,萬用表、秒表:
7.6.3測試判定(dìng)標準:
7. 6.3. 1外觀無損傷、不漏液、不冒煙或不爆炸;
7.6.3.2電池電壓(yā),內阻、過流值符合電池(chí)對應規格書要求(qiú)。
7.6.4試驗電池處理:留做跌落測試。
7. 6. 5標準參照:電池(chí)對應規格書及GB/T 18287-2000
7.7自由跌落測試
7.7.1測試方法:.
7.7.1.1 取樣品電池,按(àn)4.6的充電製式對(duì)電池充(chōng)滿電,擱置10min,
然後以(yǐ)1CoA 電流恒流放電到終止電壓n*2. 75V,放電結束後記錄電池放電容量(liàng)、時間及平(píng)台。
7.7.1.2按4.6的充電方式對電池充滿(mǎn)電,充電結束(shù)擱置10min後,測量並記錄電(diàn)池的(de)內阻、電壓(yā).
7.7.1.3將成品電(diàn)池由1000mm高度自由跌落到18~20mm厚(hòu)的硬木板上,從(cóng)X、Y、Z正負方向(共六個方向(xiàng))每個方向各(gè)跌落一次, 如電池漏液、冒煙或(huò)爆炸則實驗結束;跌(diē)落後擱置10min測(cè)試並記錄(lù)電(diàn)池電壓、內阻。
7.7. 1.4以1C5A電流放電至2. 75V時(shí)終止放電;擱置10
min; 按4. 6充電(diàn)製式給(gěi)電池(chí)充滿電;擱置10 min;
7.7.1.5按7.8.1.4步驟循環3次後測試結束,記錄初(chū)始放電容量(liàng)、時間及後一次循環的放電容量、時間。
7.7.2測試設備:跌落測試台、電池檢(jiǎn)測櫃、內阻(zǔ)測試儀、萬用表;
7.7.3測試判定標準:電池不漏液、不冒煙、不(bú)爆(bào)炸:放電時間≥51 min。
7.7.4試驗電池處理:按B品退庫。
7.7.5標(biāo)準參照: GB/T 18287 -2000
7.8異常充電測試
7.8.
1測試方法:
7.8.1. 1將電池放電至(zhì)終止電壓(yā),擱置10min後測量並記錄(lù)電池的(de)內阻、電壓及厚度;
7.8.1.2再將電池以充電(diàn)限製電壓n*4. 2V/3C5A, 充電7h;
7.8. 1.3試驗過程中觀察並(bìng)記錄電池外觀;
7.8.2 測試設備: DC Power、萬用表、內阻測試儀、數顯卡尺,安全試驗箱。
7.8.3測試判定標準:電池(chí)應不起火、不爆炸。
7.8.4試驗電池處理:按(àn)D品(pǐn)報廢
7.8.5 標準參照:無(本廠自訂)
7.9反充測試
7.9.1測試方法:
7.9.1.1取樣(yàng)品電(diàn)池,將電流表的正(zhèng)極連接到DC power的正極(jí)上,串連接入測試回路中;
7. 9.1.2電流表的負極同電池的輸出端P-連接(jiē),DC power的(de)負極同電池的輸(shū)出端P+連接,反(fǎn)接後將電池放入
安全試驗箱中,並以0. 5C5A充電lh,然後監控(kòng)電池端電流。
7.9.2測試設備: DC power. 電池表、秒表;
7. 9. 3測試判(pàn)定標準:電池應不起火、不爆炸、不漏液。
7.9.4試驗電池處理:按D品報廢
7.8.5標準參照:無(本廠自(zì)訂)
7. 10電流放電測試
7.10. 1測試方法:
7. 10.1.1取樣品電池,按(àn)4. 6充電製式給(gěi)電池充滿電,擱置10min後測試並記錄電池的內阻、電壓、厚度:
7. 10. 1.2按成品電池(chí)規格書定義之充放電電流,對(duì)成品電池(chí)進行充放(fàng)循環3次
7.10. 1. 3取(qǔ)出樣品電池測量電池電壓、內阻、厚(hòu)度,常溫擱(gē)置2h後觀察電池外觀。
7. 10.2 測試設備:電池檢測櫃、內阻測試儀:
7.10. 3測試判定(dìng)標準:電池應不(bú)冒煙、不起火、不爆炸、不漏液。
7.10.4試驗電(diàn)池處理:留做其他測試(shì)。
7.10.5標準參照(zhào):無(本廠自訂(dìng))
7. 11保護板靜態(tài)耗電電流測試
7.11. 1測試方法
7.11. 1.1將電(diàn)池按4.6的充電製式充滿電,擱置(zhì)10min, 在保護板與電芯(xīn)間串接一個 數(shù)字微安(ān)表,測試保護
板靜態耗電電(diàn)流,讀(dú)取並記錄靜態電流值。
7.11.2測試設(shè)備:電池檢測櫃、數字微安表(biǎo)
7. 11.3
測(cè)試判定標準:參照電池對應規格書
7. 11.4試驗電池處理:留 做其(qí)他測試。
7.11. 5標準參照:無(本(běn)廠自訂)
7. 12短路保護性能測試
7.12. 1測試(shì)方法(fǎ):
7.12.1.1按4.6充電製式給電(diàn)池充電,充(chōng)滿電(diàn)後擱置10min,測(cè)試並記錄電池的電壓、內(nèi)阻、厚度。
7. 12. 1. 2將熱電偶固定在電池的麵積上,然後將電(diàn)池放進安(ān)全試驗箱中,用一個(gè)帶有開關的電線將電池正
負極連接(線路總電阻小於100mQ),閉合電線開關直接短路(lù)成品電池正負極1h並同(tóng)時啟動(dòng)秒表;如(rú)測(cè)
試過程中電池(chí)起火或爆炸則試驗結束。
7.12.1.4短路(lù)結(jié)束後取出電池,立即測試並記錄電池的厚度並觀察電池外觀,再以1C恒流瞬時充電5S後測(cè)量
電池開路電壓、內阻、厚度。
7.12.2測試設備:電池檢測櫃、萬用表、內阻測試儀、數顯卡尺、熱電偶、電阻小於100m2的銅線、秒表(biǎo)。
7. 12.3測(cè)試判定標準:電池不起火、不爆炸、不開裂;瞬時充電後電池電壓應不小於3. 7V。
7.12.4試驗電池處理:按B品處理。
7.12.5標準參照:
GB/T 18287- 2000
7.18動態負(fù)載測試
7.18. 1測試方法:
7. 18. 1.1取做樣品電池,按4.6充電製式充滿電,靜置10min;
7.18. 1.2以放電電流從0.2C.A上升至1. 5C,頻率20速率1.0MNS對成品電池進行(háng)持續放電直至輸出電壓(yā)被(bèi)
放電終止則試驗結束。
7. 18. 1. 3試驗結束(shù)後測量其電壓、內阻、厚度
7.18.2測試設備:電子負載、內阻測試儀..
7.18.3測試判(pàn)定標(biāo)準:電池應(yīng)不起火(huǒ)、不爆炸(zhà)、不漏液。
7.18. 4試驗電池處理:留做其他測試
7.18.5標準參照:無(wú)(本廠自訂) .
7. 19 BESD測試
7.19. 1測試方法:
7.19.1.1取(qǔ)做樣品電(diàn)池,按4.6充電製(zhì)式充滿電,靜置10min後測量其(qí)電壓、內阻
7.18. 1.2用4KV對成品(pǐn)電池輸出端(正負極(jí))進行接觸放電10次,再以8V對成品電池(chí)輸(shū)出端(正負極(jí))進行(háng)空
氣放(fàng)電10次;
7.18. 1.3以4.6.2條進行循環充(chōng)放3次後,記錄放電容量等數據(jù)。
7. 18. 1. 3試(shì)驗結束後測量其電(diàn)壓、內阻
7. 18.2測試設備:電池檢測櫃、靜電放電(diàn)發生器、內阻測試儀。
7. 18. 3測試判定標準:電(diàn)池應能正常充放電
7.18. 4試驗電池處理:留做其他測試
7.18.5 標準參照: GB/T 18287 -2000
7. 13樣品保(bǎo)存: .
7.13.1樣品保存方法:
7. 13.1.1 ORT保存樣品根據每月可(kě)靠(kào)性測試計劃而(ér)定,從測試計劃中(zhōng)每規格加抽srecs 作為ORT留樣(yàng)保存,在溫度:
20±5C、濕度為40%~ 75%的條(tiáo)件下保存1年,共編號與該規格(gé)之可靠性測試(shì)報告編號同步(bù)以備有效追溯。
7.13.1.2測試報告編號: PRT+年+月份+流水號,例如: PR0101200; 編號原則如9.3所示;
7. 13. 1.3對應(yīng)保存(cún)樣品編號: PRT+年+月份+流水號,例如: PRT20101200,
7.13.2樣(yàng)品在保存前須對其作基本測試包括:外觀、電壓、內陽、厚度、容量以確保該樣品為oK樣:
7.13.3保存樣品:前3天須每日測量其電(diàn)壓、內阻(zǔ)、厚度及外觀檢查,以(yǐ)確保良品進行保存(每日的壓降低於
2mV) ;後續第(dì)-一個月和第六個月測試- -次電壓、 內阻、厚度及外觀檢查並(bìng)記錄:
7.13.4樣品在保存(cún)六個月(yuè)後須作一次充電,
7.13.5保存樣品處理:保存1年(nián)後按B品(pǐn)處理(lǐ)。
7. 13.6標準參照:無(本廠(chǎng)自訂)
8.產品測試不合格的推動跟進:
如果測試數據及現象存在不符合標準的(de)情況,測試(shì)單位負責人須開出“TBR” 單向相關(guān)部門反饋(kuì),相關部門責(zé)任人
應及時對問題進行確認、分析、處理並提出改(gǎi)善對策,書麵回複“TBR", 針對測(cè)試不(bú)符合項目需要重新送樣測
試合格後,“TBR”方可作為結案處理。
9.測試數據處理
9.1測試資料的整理:測試申請單(dān)和測試報告以及《TEST BUG REPORT》單,按測試申請單內的項目,所(suǒ)有測試結
果統一歸類。
9.2成品電池批號追溯:測試申(shēn)請單、測試報告中須顯示成品電池批號。