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ATL测试手册*部分:通用可靠性测试指引

时间:2011-03-18      阅读:4359

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 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 0.5C电流放电至3.0V,然后休眠10分钟;

2.2.2 0.5C电流满充,然后休眠5分钟;

2.2.3 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 0.5C电流满充,然后休眠5分钟;

2.2.5 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 0.5C电流满充,然后休眠5分钟;

2.2.7 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 0.5C电流满充,然后休眠5分钟;

2.2.9 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 3GSM 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 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    ImaxImin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:25-20-1004560

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。

      II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 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OCV4.170V

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 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 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 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OCV4.170V

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 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OCV4.170V

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OCV4.170V

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OCV4.170V

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

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

90

1

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。

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