ATL测试手册*部分:通用可靠性测试指引
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4359次第I章: 电性能测试
测试1: 循环寿命测试
1.1. 目的
评估电芯或电池循环寿命性能。
1.2. 步骤
1.2.1 休眠5分钟;
1.2.2 以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流下降至0.05C,充电停止;
1.2.3 休眠5分钟;
1.2.4 然后以1.0C电流恒流放电至3.0V;
1.2.5 重复上述步骤1.2.1~1.2.4;
1.2.6 当放电容量连续2次低于初始放电容量的80%时,测试即可停止。
1.3. 仪器
1.4. 判定标准
电芯或电池循环次数不少于300次。
1.5. 备注 无。
测试2: 容量比率测试
2.1. 目的
评估电芯或电池在不同放电电流时的放电性能。
2.2. 步骤
2.2.1 以0.5C电流放电至3.0V,然后休眠10分钟;
2.2.2 以0.5C电流满充,然后休眠5分钟;
2.2.3 以0.2C电流放电至3.0V并计算放电容量,然后休眠10分钟;
2.2.4 以0.5C电流满充,然后休眠5分钟;
2.2.5 以0.5C电流放电至3.0V并计算放电容量,然后休眠10分钟;
2.2.6 以0.5C电流满充,然后休眠5分钟;
2.2.7 以1.0C电流放电至3.0V并计算放电容量,然后休眠10分钟;
2.2.8 以0.5C电流满充,然后休眠5分钟;
2.2.9 以2.0C电流放电至3.0V并计算放电容量。
2.2.10 每次满充方式如此:以0.5C恒流充电至4.2V,再4.2V恒压至电流下降为0.05C
截止。
2.2.11 容量比率计算如下:
放电电流 项目 | 0.2C | 0.5C | 1.0C | 2.0C |
放电容量 | A | B | C | D |
比率 (%) | 100 | B/A | C/A | D/A |
2.3. 仪器
2.4. 判定标准 本测试仅供参考。
2.5. 备注 无。
Test 3: GSM 放电测试
3.1. 目的
模拟电芯或电池按GSM 方式放电。
3.2. 步骤
3.2.1 以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流降至0.05C,充电停止;
3.2.2 GSM放电:
电芯或电池按照下述模式脉冲放电至3.0V。
Imax
电流
Imin
t1 t2 时间
GSM 放电电流
Item | GSM |
Imax | 1.34A |
Imin | 164mA |
t1 | 4.05mS |
t2 | 550μs |
Slew Rate | 1.6A /28μs |
电流脉冲参数
3.3. 仪器
3.4. 判定标准 本测试供参考。
3.5. 备注 Imax与Imin可根据具体产品要求而更改。
测试4: 高、低温性能测试
4.1. 目的
评估电芯或电池在高温与低温条件下的放电性能。
4.2. 步骤
4.2.1 在常温以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流降至0.05C,充电停止;
4.2.2 在测试每个温度点时,应将测试样品在当前温度条件下放置30分钟,然后以1.0C电流放电至3.0V;
4.2.3 在不同温度条件下的放电容量比例(%)是以25℃时的放电容量为基准,其计算方法如下:
温 度 项 目 | - 20℃ | - 10℃ | 0℃ | 25℃ | 45℃ | 60℃ |
容量 | A | B | C | D | E | F |
比例 (%) | A/D | B/D | C/D | D/D | E/D | F/D |
4.2.4 测试顺序:25℃→-20℃→-10℃→0℃→45℃→60℃。
4.3. 仪器
4.4. 判定标准
不同温度条件下放电容量比例(%)要求如下:
温度 | - 20℃ | - 10℃ | 0℃ | 25℃ | 45℃ | 60℃ |
比例 (%) | ≥0% | ≥25% | ≥70% | | N.A | ≥90% |
4.5. 备注 无。
第II章: 安全性能测试
测试5: 穿钉测试
5.1. 目的
模拟电芯内部短路。
5.2. 步骤
5.2.1 以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流降至0.05C,充电停止;
5.2.2 静置1小时,然后测量OCV;
5.2.3 将一钢钉垂直地穿过电芯中心,并保持1h以上;
5.2.4 钢钉直径:2.5~3.5mm。
5.3. 仪器
5.4. 判定标准
在穿钉测试的初始5Min钟内,电芯不冒烟,不起火,不爆炸。
5.5. 备注 在充满电并静置1h以后,要求电芯的OCV≥4.170V。
测试6: 过充测试
6.1. 目的
评估电芯承受过充的能力。
6.2. 步骤
6.2.1 以1.0C电流放电至3.0V;
6.2.1 然后以3.0C电流充电8小时,充电上限电压为10V。这并不要求初始的3.0C充电电
流维持8h,也不意味着电芯必然地能达到充电的上限电压。
6.3. 仪器
6.4. 判定标准
电芯不冒烟,不起火,不爆炸。
6.5. 备注 无。
测试 7: 过放测试
7.1. 目的
评估电芯承受过放的能力。
7.2. 步骤
7.2.1 以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流降至0.05C,充电停止;
7.2.2 然后以1.0C电流放电2.5 小时。
7.3. 仪器
7.4. 判定标准
电芯不泄漏,不冒烟,不起火,不爆炸。
7.5. 备注 无。
测试8: 常温外部短路测试
8.1. 目的
评估电芯在室温(20℃±5℃)下承受外部短路的能力。
8.2. 步骤
8.2.1 以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流降至0.05C,充电停止;
8.2.2 静置1小时,然后测量OCV;
8.2.3 在室温下将电芯正负极用电阻不超过0.1欧姆的铜导线短接起来;
8.2.4 电芯被放电直至起火或爆炸为止,或者直到电芯*放电,且电芯表面温度恢复到
接近环境温度时测试即可停止。
8.3. 仪器
8.4. 判定标准
电芯不泄漏,不冒烟,不起火,不爆炸,电芯表面温度不超过150℃。
8.5. 备注 在充满电并静置1h以后,要求电芯的OCV≥4.170V。
测试9: 高温外部短路测试
9.1. 目的
评估电芯在高温(60℃±2℃)下承受外部短路的能力。
9.2. 步骤
9.2.1 以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流降至0.05C,充电停止;
9.2.2 静置1小时,然后测量OCV;
9.2.3 将测试电芯放入高温箱中(60℃±2℃);
9.2.4 当测试电芯的表面温度达到60℃±2℃后,将电芯正负极用电阻不超过0.1欧姆的
铜导线短接起来;
9.2.5 电芯被放电直至起火或爆炸为止,或者直到电芯*放电,且电芯表面温度恢复到
接近环境温度时测试即可停止。
9.3. 仪器
9.4. 判定标准
电芯不泄漏,不冒烟,不起火,不爆炸,电芯表面温度不超过150℃。
9.5. 备注 在充满电并静置1h以后,要求电芯的OCV≥4.170V。
测试 10: 热冲击测试
10.1. 目的
评估电芯或电池在高温环境下的安全性能。
10.2. 步骤
10.2.1 以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流降至0.05C,充电停止;
10.2.2 静置1小时,然后测量OCV;
10.2.3 室温下将电芯或电池放于高温烘箱中,高温烘箱以5℃±2℃/分钟的速率升温至
150℃±2℃,当烘箱内温度达到150℃±2℃后,保持此温度30分钟后停止测试。
10.3. 仪器
10.4. 判定标准
电芯或电池不冒烟,不起火,不爆炸。
10.5. 备注 在充满电并静置1h以后,要求电芯的OCV≥4.170V。
测试11: 重物冲击测试
11.1. 目的
模拟电芯或电池受到重物冲击时的情形。
11.2. 步骤
11.2.1 以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流降至0.05C,充电停止;
11.2.2 静置1小时,然后测量OCV;
11.2.3 将电芯或电池固定于冲击台上(电芯zui大的面应与台面垂直);
11.2.4 将10kg重锤自1m高度自由落到电芯或电池上面。
11.3. 仪器
11.4. 判定标准
电芯或电池允许发生变形,但不冒烟,不起火,不爆炸。
11.5. 备注 在充满电并静置1h以后,要求电芯的OCV≥4.170V。
第III章: 环境及机械性能测试
测试12: 高温烘烤测试(85℃@4hrs)
12.1. 目的
模拟电芯或电池在高温下烘烤的情形。
12.2. 步骤
12.2.1 用1.0C电流测试常温下的初始容量;
12.2.2 以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流降至0.05C,充电停止,然后
静置1个小时;
12.2.3 测量完开路电压,阻抗及厚度后,将样品放入85℃±2℃ 高温箱中;
12.2.4 记录开始时间,然后在测试过程中用温度计监测箱内实际温度;
12.2.5 4小时后在高温箱中测量电芯或电池的厚度,然后将其取出,在常温环境下放置1
小时;
12.2.6 接着测量开路电压及阻抗;
12.2.7 然后以1.0C电流测试常温下的剩余容量;剩余容量是指满充之后的放电容量。
12.3. 仪器
12.4. 判定标准
12.4.1 电芯或电池无泄漏,无冒烟,无起火,无爆炸;
12.4.2 试验后的剩余容量不可低于初始容量的85% ;
12.4.3 试验后的厚度增加值不可超出初始厚度的10% ;
12.4.4 试验后的阻抗增加值不可超出初始阻抗的25% 。
12.5. 备注 开路电压数据仅供参考。
Test 13: 高空模拟测试
13.1. 目的
模拟电芯或电池在低压高空中运输时的情形。
13.2. 步骤
13.2.1 以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流降至0.05C,充电停止;
13.2.2 静置1小时,然后测量OCV;
13.2.3 然后在20 ± 5 °C的周围环境下,将电芯或电池在大气压为11.6 kPa或更低的真空环境
中储存至少6个小时;
13.2.4 6小时后,将电芯或电池取出并测量OCV。
13.3. 仪器
13.4. 判定标准
电芯或电池无泄漏,无冒烟,无起火,无爆炸,试验后开路电压不可低于初始开路电压的90% 。
13.5. 备注 无。
测试14: 恒定湿热测试
14.1. 目的
模拟电芯或电池放置于高温高湿环境时的情形。
14.2. 步骤
14.2.1 用1.0C电流测试常温下的初始容量;
14.2.2 以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流降至0.05C,充电停止,然后静置
1个小时;
14.2.3 测量完开路电压,阻抗及厚度后,将电芯或电池放入温度为65±2℃,湿度为90%~95%
的恒温恒湿箱中;
14.2.4 记录开始时间,然后在测试过程中用温度计监测箱内实际温度;
14.2.5 2天后在恒温恒湿箱中测量电芯或电池的厚度,然后将其取出,在常温环境下放置1
小时;
14.2.6 接着测量开路电压及阻抗;
14.2.7 然后以1.0C电流测试常温下的剩余容量,剩余容量是指满充之后的放电容量。
14.3. 仪器
14.4. 判定标准
14.4.1 试验后的剩余容量不可低于初始容量的80% ;
14.4.2 试验后的阻抗增加不可高过初始阻抗的60% ;
14.4.3 电芯或电池无泄漏,无冒烟,无起火,无爆炸。
14.5. 备注 开路电压和厚度数据仅供参考。
Test 15: 冷热冲击测试
15.1. 目的
评估电芯或电池的密封完整性和内部电气连接。此试验在快速的温度变化中进
行。
15.2. 步骤
15.2.1 用1.0C电流测试常温下的初始容量;
15.2.2 以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流降至0.05C,充电停止,然后静置
1个小时;
15.2.3 测量开路电压,阻抗及厚度;
15.2.4 将电芯或电池在85 ± 2 °C温度下储存2小时,接着在-40 ± 2 °C温度下储存2小时,
两个温度的变化时间间隔zui长为5分钟,重复上述过程10次。然后将电芯或电
池在20 ± 5 °C的周围环境下放置24小时;
15.2.5 接着测量开路电压,阻抗及厚度;
15.2.6 然后以1.0C电流测试常温下的剩余容量,剩余容量是指满充之后的放电容量。
15.3. 仪器
TIS-150-55W高低温冲击试验箱。
15.4. 判定标准
15.4.1 电芯或电池无泄漏,无冒烟,无起火,无爆炸;
15.4.2 试验后开路电压不可低于初始开路电压的90% ;
15.4.3 试验后的剩余容量不可低于初始容量的90% ;
15.4.4 试验后的阻抗增加不可高过初始阻抗的10% ;
15.5 备注厚度数据仅作为参考。
测试16: 振动测试
16.1. 目的
模拟电芯或电池运输中振动的情形。
16.2. 步骤
16.2.1 用1.0C电流测试常温下的初始容量;
16.2.2 以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流降至0.05C,充电停止,然后静置1个小时;
16.2.3 测量开路电压,阻抗;
16.2.4 将电芯或电池稳固地有保护地固定在振动平台上,不要扭曲电芯或电池,以便振动能很好的传送。每个电芯或电池经受简单的调谐振动,振幅为0.8mm[zui大双振幅1.6mm]。
16.2.5 振动的频率在10-55Hz范围内以1Hz/min的速率变化,在90-100min内恢复回来,电芯或电池沿3个互相垂直的方向振动。对于只有两个对称轴向的电芯或电池,样品应沿垂直于每个轴的方向测试。
16.2.6 静置1小时后,测量开路电压和阻抗;
16.2.7 然后以1.0C电流测试常温下的剩余容量,剩余容量是指满充之后的放电容量。
16.3. 仪器
D-300-3 随机振动试验系统。
16.4. 判定标准
16.4.1 电芯或电池无泄漏,无冒烟,无起火,无爆炸;
16.4.2 试验后开路电压不可低于初始开路电压的90% ;
16.4.3 试验后的剩余容量不可低于初始容量的80% ;
16.4.4 试验后的阻抗增加不可高过初始阻抗的50% ;
16.5. 备注
16.5.1 圆柱形电芯或电池仅有两个对称轴向。
测试17: 碰撞测试
17.1. 目的
模拟电芯或电池被碰撞时的情形。
17.2. 步骤
17.2.1 用1.0C电流测试常温下的初始容量;
17.2.2 以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流降至0.05C,充电停止,然后静置
1个小时;
17.2.3 测量开路电压,阻抗;
17.2.4 将电芯或电池从三个互相垂直的方向直接或通过夹具坚固在平台上,按下述要求调节
和准备好加速度、脉冲宽度,然后开始试验;
脉冲峰值加速度:100m/s2
每分钟碰撞次数:40~80
脉冲宽度: 16ms
碰撞次数: 1000±10
17.2.5 静置1小时后,测量开路电压和阻抗;
17.2.6 然后以1.0C电流测试常温下的剩余容量,剩余容量是指满充之后的放电容量。
17.3. 仪器
P-100碰撞试验台。
17.4. 判定标准
17.4.1 电芯或电池无泄漏,无冒烟,无起火,无爆炸;
17.4.2 试验后的剩余容量不可低于初始容量的80% ;
17.4.3 试验后的阻抗增加不可高过初始阻抗的50% 。
17.5. 备注
17.5.1 开路电压数据仅作为参考;
17.5.2 圆柱形电芯或电池仅有两个互相垂直的方向。
测试18: 冲击测试
18.1. 目的
模拟运输时对电芯或电池可能造成的冲击。
18.2. 步骤
18.2.1 用1.0C电流测试常温下的初始容量;
18.2.2 以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流降至0.05C,充电停止,然后静置
1个小时;
18.2.3 测量开路电压,阻抗;
18.2.4 电芯或电池被有保护的固定在冲击台上,每个电芯或电池承受峰值加速度为150 gn,
脉冲宽度为6毫秒的半正弦冲击,每个电芯或电池将沿着三个互相垂直轴的正负方向
(共六个方向)每个方向冲击3次,共18次;
18.2.5 静置1小时后,测量开路电压和阻抗;
18.2.6 然后以1.0C电流测试常温下的剩余容量,剩余容量是指满充之后的放电容量。
18.3. 仪器
CL-50冲击试验台。
18.4. 判定标准
18.4.1 电芯或电池无泄漏,无冒烟,无起火,无爆炸;
18.4.2 试验后开路电压不可低于初始开路电压的90% ;
18.4.3 试验后的剩余容量不可低于初始容量的80% ;
18.4.4 试验后的阻抗增加不可高过初始阻抗的50% 。
18.5. 备注
18.5.1 圆柱形电芯或电池仅有两个互相垂直的方向。这里的gn是指当地的重力加速度。
测试19: 自由跌落测试
19.1. 目的
模拟电芯或电池在使用时突然跌落的情形。
19.2. 步骤
19.2.1 用1.0C电流测试常温下的初始容量;
19.2.2 以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流降至0.05C,充电停止,然后静置1个小时;
19.2.3 测量开路电压,阻抗;
19.2.4 电芯或电池从1米(3.28英尺)的高度自由跌落到水泥地面上;
19.2.5 每个电芯或电池将沿着三个互相垂直轴的正负方向跌落1次,总共跌6次,然后静置1小时;
19.2.6 测量开路电压,阻抗;
19.2.7 然后以1.0C电流测试常温下的剩余容量,剩余容量是指满充之后的放电容量。
19.3. 仪器
19.4. 判定标准
19.4.1 电芯或电池无泄漏,无冒烟,无起火,无爆炸,电池的保护装置完好;
19.4.2 试验后的剩余容量不可低于初始容量的90% ;
19.4.3 试验后的阻抗增加不可高过初始阻抗的50% ;
19.5. 备注
19.5.1 开路电压数据仅作为参考;
19.5.2 圆柱形电芯或电池仅有两个互相垂直的方向。
测试20: 撞击测试
20.1. 目的
模拟电芯被撞击时的情形。
20.2. 步骤
20.2.1 以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流降至0.05C,充电停止;
20.2.2 静置1小时,然后测量OCV;
20.2.3 把电芯放在一平面上,将一直径15.8mm的棒横放在电芯的中心,让一重9.1Kg的铁
锤从61 ± 2.5 cm的高度跌落到电芯上;
20.2.4 圆柱形或方形电芯受撞击时,其长轴应平行于撞击平面并且与放在电芯中心的15.8m
直径的棒的曲面垂直,方形电芯也将沿长轴方向旋转90度,以使宽侧面和窄侧面均
承受撞击,每个电芯只承受一次撞击,每次撞击使用不同的电芯;
20.2.5 币状或钮扣电芯受撞击时,电芯的扁平面应平行于撞击平面,15.8mm直径的棒的曲
面横放在它的中心。
20.3. 仪器
20.4. 判定标准
电芯无冒烟,无起火,无爆炸。
20.5. 备注 无。
测试21: 挤压测试
21.1. 目的
模拟电芯受挤压时的情形。
21.2. 步骤
21.2.1 以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流降至0.05C,充电停止;
21.2.2 静置1小时,然后测量OCV;
21.2.3 电芯在两个平面间承受挤压,挤压的压力由一个直径为32mm活塞的液压油缸提供,
挤压将一直持续到液压油缸的压强读数达到17.2Mpa,此时的压力为13 kN,一旦这
个zui大压力达到,马上卸压;
21.2.4 圆柱型或方型电芯受挤压时其长轴应平行于挤压装置的平面,方形电芯也将沿长轴方
向旋转90度,以使宽侧面和窄侧面均承受挤压,每个电芯只在一个方向上承受挤压,
每次挤压使用不同的电芯;
21.2.5 币状或钮扣电芯受挤压时,电芯的扁平面应平行于挤压装置的平面。
21.3. 仪器
21.4. 判定标准
电芯无冒烟,无起火,无爆炸。
21.5. 备注 无。
第Ⅳ章: 存储性能测试
测试22: 高温存储测试(60℃@7天)
22.1. 目的
模拟电芯或电池存储在高温下的情形。
22.2. 步骤
22.2.1 用1.0C电流测试常温下的初始容量;
22.2.2 以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流降至0.05C,充电停止,然后
静置1个小时;
22.2.3 测量完开路电压,阻抗及厚度后,将样品放入60℃±2℃ 高温箱中;
22.2.4 记录开始时间,然后在测试过程中用温度计监测箱内实际温度;
22.2.5 7天后在高温箱中测量电芯或电池的厚度,然后将其取出,在常温环境下放置1
小时;
22.2.6 接着测量开路电压及阻抗;
22.2.7 然后以1.0C电流测试常温下的剩余容量,剩余容量是指满充之后的放电容量。
22.3. 仪器
22.4. 判定标准
22.4.1 试验后的剩余容量不可低于初始容量的85% ;
22.4.2 试验后的厚度增加不可超出初始厚度的10% ;
22.4.3 试验后的阻抗增加不可超出初始阻抗的25% 。
22.5. 备注 开路电压数据仅供参考。
测试23: 常温存储测试
23.1. 目的
模拟电芯或电池存储在常温下的情形。
23.2. 步骤
23.2.1 用1.0C电流测试常温下的初始容量;
23.2.2 准备三组电芯或电池,充电状态分别是满充,半满充和*放电;
23.2.3 测量电芯或电池的开路电压,阻抗及厚度后;
23.2.4 电芯或电池存储1年,环境条件如下:
温 度: 25±5℃
相对湿度: 65±20% RH
23.2.5 在规定的存储时间后,测量开路电压,阻抗和厚度;
23.2.6 然后以1.0C电流测试常温下的剩余容量,剩余容量是指满充之后的放电容量。
23.3. 仪器
23.4. 判定标准
规定的存储时间和性能要求如下表:
存储时间 充电状态 | 30天 | 90天 | 1年 | 备 注 |
满充 | 90%/25% | 90%/25% | 80%/50% | 剩余容量 / 阻抗增加 |
半充 | 95%/25% | 95%/25% | 90%/50% | 剩余容量 / 阻抗增加 |
*放电 | 90%/25% | 95%/25% | 90%/50% | 剩余容量 / 阻抗增加 |
满充:以1.0C电流恒流充电至4.2V,然后恒压充电至电流降至0.05C,充电停止;
半充:用1.0C电流满充后,再用1.0C电流放电30分钟;
*放电:用1.0C电流*放电到3.0V 。
23.5. 备注 开路电压和厚度数据仅供参考。