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一、动力蓄电池单体测试的一般规定
动力蓄电池单体测试时一般定义:
I1:1h率放电电流(A),其数值等于额定容量值。
I3:3h率放电电流(A),其数值等于额定容量值的1/3。
C3:3h率额定容量(A.h)。
二、动力蓄电池单体测试的一般条件
1.环境要求
除另有规定,试验环境温度为22℃±5℃,相对湿度为10%~90%,大气压力为86KPa~ 106KPa。
2.对制造商要求
测试过程中的充放电倍率大小、充放电方法和充放电截止条件由制造商提供。
3.额定容量要求
电池单体、电池包或系统的额定容量应符合制造商提供的产品技术条件。
4.完全充电要求
除有特殊规定,试验对象均以制造商规定的完全充电状态进行测试。
5.充电电流的要求
电池单体、电池包或系统放电电流符号为正,充电电流符号为负。
6.测量仪器、仪表准确度
测量仪器、仪表准确度应不低于以下要求(FS即满量程):
1)电压测量装置:±0.5%FS;
2)电流测量装置:±0.5%FS;
3)温度测量装置:±0.5℃;
4)时间测量装置:±0.1%FS;
5)尺寸测量装置:±0.1%FS;
6)质量测量装置:±0.1%FS
7.测试过程误差的要求
控制值(实际值)与目标值之间的误差要求如下:
1)电压:±1%;
2)电流:±1%;
3)温度:±2℃。
三、单体蓄电池试验准备
1.标准充电
电池单体先以制造商规定且不小于1I3的电流放电至制造商技术条件中规定的放电终止电压,搁置1h(或制造商提供的不大于1h的搁置时间),然后按制造商提供的充电方法进行充电,充电后搁置1h(或制造商提供的不大于1h的搁置时间)。
若制造商未提供充电方法,则由检测机构和制造商协商确定合适的充电方法,或依据以下方法充电:
按厂家提供的专用规程进行充电。若厂家未提供充电器,在20℃士5℃条件下,蓄电池以1I3电流放电,至蓄电池电压达到3.0V(或企业技术条件中规定的放电终止电压)时停止放电,静置1h,然后在20`C±5℃条件下以1I3(A)恒流充电,至蓄电池电压达4.2V(或企业技术条件中规定的充电终止电压)时转恒压充电,至充电电流降至0.1I3时停止充电。充电后静置lh。
2.单体测试预处理
(1)一般动力蓄电池单体正式测试开始前,电池单体需要先进行预处理循环,以确保试验对象的性能处于激活和稳定的状态。步骤如下:
1)按照标准充电的要求对电池单体进行标准充电;
2)以制造商规定的且不小于1I3的电流放电至制造商规定的放电截止条件;
3)静置30min或制造商规定时间;
4)重复步骤a)~c)不超过5次。
(2)如果电池单体连续两次的放电容量变化不高于额定容量的3%,则认为电池单体完成了预处理,预处理循环可以中止。
四、单体蓄电池测试的常检测项目及安全要求
1.外观检测
蓄电池在良好的光线条件下,用目测法检查蓄电池的外观,外观不得有变形及裂纹,表面应平整、干燥、无外伤、无污物等,且标志清晰、正确,如图3-1所示。
2.极性检测
单体蓄电池检测时,用电压表检测蓄电池极性时,端子极性应正确,并应有正负极的清晰标识。
3.外观尺寸及质量
动力蓄电池单体外形尺寸、质量测量时,所用的量具和衡器,测量要求应符合生产企业提供的技术条件。
4.20℃放电容量
(1)动力蓄电池单体按标准充电的方法充电。
(2)动力蓄电池单体在20℃±5℃下以1I3电流放电,直到放电终止电压3.0 V或企业技术条件中规定的放电终止电压。
(3)用1I3的电流值和放电时间数据计算容量(以A.h计)。
(4) 如果计算值低于规定值,则可以重复(1)-(3)步骤直至大于或等于规定值,允许5次。
动力蓄电池单体20℃放电容量,按上述方法检验时,其容量不低于企业提供的技术条件中规定的额定值,同时容量不应高于企业提供的技术条件中规定的额定值的110%。
5.常温与高温荷电保持与容量恢复能力
(1)动力蓄电池单体按标准充电的方法充电。
(2)动力蓄电池单体在20℃士5℃下储存28天。
(3)动力蓄电池单体在20℃士5℃下以1I3 (A)电流放电,直到放电终止电压3.0 V或企业技术条件中规定的放电终止电压。
(4)用(3)的电流值和放电时间数据计算容量(以A.h计),荷电保持能力可以表达为额定容量的百分数。
(5)蓄动力蓄电池单体再按标准充电的方法充电。
(6)动力蓄电池单体在20℃士5℃下以1I3(A)电流放电,直到放电终止电压3. OV或企业技术条件中规定的放电终止电压。
(7)用(6)的电流值和放电时间数据计算容量(以A.h计),容量恢复能力可以表达为额定容量的百分数。
动力蓄电池单体常温与高温荷电保持与容量恢复能力测试,按上述方法试验时,要求其常温及高温荷电保持率应不低于额定值的80%,容量恢复能力应不低于额定值的90%。
6.储存
(1)动力蓄电池单体按标准充电的方法充电。
(2)动力蓄电池单体在20℃士5℃下以1I3 (A)电流放电2h。
(3)动力蓄电池单体在20℃士5℃下储存90天。
(4) 动力蓄电池单体按标准充电的方法充电。
(5)动力蓄电池单体在20℃士5℃下以1I3 (A)电流放电,直到放电终止电压3.OV或企业技术条件中规定的放电终止电压。
(6)用(5)的电流值和放电时间数据计算容量(以A.h计),容量恢复能力可以表达为额定容量的百分数,如果容量低于额定值的95%,可重复(4)和(5)两个步骤,最多可以重复5次。
动力蓄电池单体储存能力的测试,按上述方法试验时,要求其容量恢复应不低于额定值的95%。
7.循环寿命
(1)动力蓄电池单体按标准充电的方法充电。
(2)动力蓄电池单体在20℃士5℃下以1.5I3 (A)电流放电,直到放电容量达到额定容量的80%,
(3)动力蓄电池单体按标准充电的方法充电。
(4)动力蓄电池单体按b)-c)步骤连续重复24次。
(5)按20℃放电容量的方法检查单体容量。如果动力蓄电池单体容量小于额定容量的80%终止试验。
(6)(2)-(5)步骤在规定条件下重复的次数为循环寿命数。
动力蓄电池单体按照上述方法试验时,要求其循环寿命应不少于500次。
8.安全性
(1)所有动力蓄电池单体安全试验均在有充分环境保护的条件下进行。
(2)动力蓄电池单体安全性的试验一般包括过放电、过充电、短路、加热等试验。
在最新的国标GB38031—2020中删除了电池单体跌落的安全要求和试验方法,同时也删除了电池单体针刺的安全要求和试验方法,三种动力单吃针刺实验对比,如图3-4所示。
(3)动力蓄电池单体安全性的试验的要求如下:
1)动力蓄电池单体进行过放电试验时,应不爆炸、不起火、不漏液。
2)动力蓄电池单体进行过充电试验时,应不爆炸、不起火。
3)动力蓄电池单体进行外部短路试验时,应不爆炸、不起火。
4)动力蓄电池单体进行加热试验时,应不爆炸、不起火。
5)动力蓄电池单体进行温度循环试验,应不起火、不爆炸。
6)动力蓄电池单体进行挤压试验,应不起火、不爆炸。