锂电池钝化及其测试.ppt

电流大小对电池钝化的影响 电池的钝化程度与存储时的存储时间、电流、存储温度以及机械运动等有关。钝化现象通常会随着存储时间和温度的增加而增加，同时电池钝化程度与负荷电流关系密切，如下图1所示。 图1锂/亚硫酰氯电池放电时瞬间电压变化曲线 A小电流 没有电压延迟。 B中等电流 电压位于截至电压之上。 C大电流 电压立即下降到截止电压之下。 锂/亚硫酰氯电池的存储环境以及应用环境与电池钝化程度关系密切。 存储环境温度越高，应用环境温度越恶劣，电池钝化速度越快，电压滞后 越严重。而在中国北方地区冬季低温环境的应用条件下，虽然不会加速电 池钝化，但因电池内部活性物质在低温环境下反应速度较慢，电池输出能 力下降，导致电压低于用电器的截止电压，表现为“电压滞后”现象。因 此，在用电器设计、使用过程中应充分考虑电池钝化后，电压滞后的影响。 储存环境温度大小对电池钝化的影响 以孚特公司生产的ER14250电池为例，样品电池分别在-30℃、20℃以及82℃等不同温度下带载20uA存放2个月以上，工作电压与温度的关系曲线如图2所示。因20uA负载电流相对ER14250电池属于小电流，在-30℃~85℃温度范围内工作电压均大于3.5V，各温度条件下均未出现“电压滞后”的现象。当电池应用的负载电流达到10mA左右，且用电设备安装在户外时，遭遇长期的太阳暴晒、高温等恶劣环境，电池会出现钝化现象。 存储环境温度大小对电池钝化的影响 图2 ER14250锂/亚硫酰氯电池20uA（≈180k Ω带载电流）工作电压与环境温度关系曲线图 随着存储时间的延长，锂亚电池的TMV值逐渐下降。若存储时间较长，投入 使用前需进行“去钝化”处理，这需要电池专业厂家进行。建议终端生产厂商 尽量使用库存时间1年内的锂亚电池。对库存电池激活一般采用大电流短时间 激活方式。 3.1 电压滞后时间测试方法 以ER14250电池电压滞后时间测试方法为例，具体测试方法如下: 3.1.1 主要测试仪器 电压滞后时间试验的主要测试仪器如下： a） 电化学工作站或放电柜（如示波器、精密快速电压测试仪等）：采样精度不低于0.01s； b） 精密电阻：330Ω恒阻（约10mA电流）偏差±0.01Ω； c） 时间继电器、开关。 3.1.2 主要测试仪器 电压滞后时间的测量按如下步骤进行： a） 按抽样方案抽取电池取样：室温放置6个月或高温下放置规定时间后再冷却12h至室温； b） 将单体电池试样的正负极两端与电化学工作站或放电柜连接，并开始记录试样的电压； c） 将试样、电化学工作站（放电柜）、330Ω精密电阻、时间继电器、开关串联形成一个闭合回路，图3所示； d） 合上开关，使试样与精密电阻连通，连续记录电压的变化，得到放电2s或更长时间内的电压变化曲线。 电压采集 电化学工作站 R K 电池 指定环境 图3电压滞后时间测试电路原理图 3.2高温加速测试方法 为了缩短时间、节约费用、快速地评价电池产品的钝化状态，可以进行高 温加速试验。国际上通行的认识是，高温60℃储存1天相当于室温存放18天。所 以，通常的测试方法是：将样品电池在60℃±2℃环境下分别储存30天及100天， 再在室温下冷却12h至室温，然后在室温下以330Ω恒电阻（约10mA电流）放电。 读取放电2s或更长时间内的电压变化情况。具体测试步骤同3.1.2 b）~d） 通过电流放电可以消除钝化，通常称为“电池激活”，一旦电池钝化消 除，这就意味着电池将不会再次钝化，除非停止放电使电池在开路情况下放置 一段较长时间。 孚特公司生产的ER14250电池常温存放2年内，330欧姆（相当于10mA）负载 条件下TMV典型值变化曲线如下图4所示。