CN106124997B - 磷酸铁锂电池的高温寿命测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磷酸铁锂电池的高温寿命测试方法，取已完成化成的磷酸铁锂电池，先在设定温度下进行小电流满充，充满后在高温条件下进行特定时间的小电流浮充，浮充完成后在设定温度下放电，以上工步为1次循环，若干次循环后，设定温度条件下取3次容量，与标称容量的75%进行比较判定是否合格，本发明的磷酸铁锂电池的高温寿命测试方法具有测试准确性高、测试周期短、测试过程方便和参考性强的特点。
Description
技术领域
本发明涉及磷酸铁锂电池测试技术领域，具体是指一种磷酸铁锂电池的高温寿命测试方法。
背景技术
锂离子电池被广泛应用于移动数码产品，近年来也被作为储能系统用于电动汽车之中。使用寿命是衡量电池性能的重要指标，目前在锂离子电池的研发、检验和选型过程中广泛使用的寿命测试方法是在一定工况下进行循环测试，目前用于测试锂离子电池循环寿命的标准一般参照我国现行的两个标准中的规定：QC/T743-2006电动汽车用锂离子蓄电池和QB/T2502-2000锂离子蓄电池总规范，电池循环寿命标准测试目前主要有如下两种方法：
第一种在环境温度（20℃ ±2℃)的条件下，以额定容量的0. 5倍电流放电，直至放电容量为额定容量的80%，再对电池以额定容量的1/3倍电流恒流恒压充电，充放电之间静置lh。如此充放电循环，每循环24次做一次容量标定测试。直至电池容量小于额定容量的80%后终止实验。
第二种在（20℃ ±5℃)的条件下，以标称容量的1倍电流恒流恒压充电，限制电流为标称容量的0.05倍电流。然后静置20分钟，再以标称容量的1倍电流恒流放电至限制电压，静置20分钟，为一次循环。直至连续两次放电时间小于42分钟认为寿命终止。
以上循环测试法的主要缺点是测试周期长，即使是在一些加速测试方案(如选用快速充放工况和在高温环境下进行测试等)，通常仍需上千个小时才可完成测试，造成的结果是大量的测试资源被占用，产品研发进度慢。
针对于此，中国发明专利CN 103344917 B公开了一种锂电池循环寿命快速测试方法。该方法包括如下步骤：步骤1：根据电池样本的极化电压特性，确定循环寿命快速测试的荷电状态区间；步骤2：进行电池循环寿命快速测试，得到循环寿命测试实验数据；步骤3：部分荷电区间循环寿命推演数学模型；步骤4：建立0-100%荷电区间循环寿命推演数学模型；步骤5：得到电池0-100%荷电状态区间的循环寿命公式；步骤6估算出该测试电池的循环寿命。本方法避免了常规测试时间长、加速循环寿命测试方法与实际偏差大的不足，缩短了电池的设计、开发与测试周期。但是，该方法建立在大量数学模型的基础上，对于专业性要求太高，在常规工业化生产中换算使用十分不便。
与此同时，磷酸铁锂电池作为锂离子电池的一种，其正极材料特性稳定且矿产资源丰富，从而使其具有良好的安全性且相对低廉的价格。因此，近几年来磷酸铁锂电池发展迅猛，在电动汽车和电池储能方面占据了大部分的市场份额。磷酸铁锂电池还具有高温性能优异和循环寿命长的特点，使其具备了代替镍镉电池应用在高温应急灯具的潜在可行性。但是，由于其应用场景特殊，应用在应急照明的镍镉电池必须满足ICEL1010、IEC61951和ICEL1001的测试要求，以上测试均通过小电流高温浮充对电池的高温可靠性进行评估。由于镍镉电池和磷酸铁锂电池属于不同的电池体系，镍镉电池高温寿命的测试方法对于磷酸铁锂电池不可直接替换使用，如何结合磷酸铁锂电池的特点和镍镉电池在应急照明的应用场景形成磷酸铁锂电池的高温寿命测试方法，获取准确的测试数据，对于推动磷酸铁锂电池替代镍镉电池在应用照明的使用具有重要的参考意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种磷酸铁锂电池的高温寿命测试方法，具有测试准确性高、过程实现性强、数据可靠性高和数据参考性强的特点。
本发明可以通过以下技术方案来实现：
本发明公开了一种磷酸铁锂电池的高温寿命测试方法，取已完成化成的磷酸铁锂电池，按照以下方法进行测试：
（a）、充电：在高温条件下，把磷酸铁锂电池采用0.1C恒流充电至3.65V；
（b）、浮充：在高温条件，当电池电压低于3.45V时，对电池进行0.1C恒流充电至3.65V，然后停止，然后保持低于3.45V启动0.1C持续充电状态；
(c)放电：在高温条件下，0.25C放电至2.5V；
(a)、(b)、(c)为一个循环，进行若干次循环。
进一步地，加速测试的寿命为4年，(a)步骤、(b)步骤、(c)步骤的高温条件为55±2℃，（b）步骤持续浮充的时间为30天，所述循环次数为48次，合格标准为48次循环后电池容量大于标称容量的75％。
进一步地，加速测试的寿命为1年，(a)步骤、(b)步骤、(c)步骤的高温条件为70±2℃，（b）步骤持续浮充的时间为120天，3次循环后执行（d）步骤：在55±2℃温度下，以0.1C恒流充电至3.65V，然后以0.25C恒流放电至2.5V，循环3次，合格标准为其放电容量大于标称容量75％。
进一步地，加速测试的寿命为1.5年，（a）、（c）的温度条件为25±2℃，(b)步骤的高温条件为65±2℃，持续浮充的时间为30天，18次循环后执行（d）步骤：在55±2℃温度下，以0.1C恒流充电至3.65V，然后以0.25C恒流放电至2.5V，循环3次，合格标准为其放电容量大于标称容量75％。
进一步地，所述高温条件通过恒温恒湿烘箱提供。
进一步地，所述磷酸铁锂电池在测试过程中均连接有智能管理保护板，所述智能管理保护板自动实现充电3.65V停止，3.45V打开。
本发明一种磷酸铁锂电池的高温寿命测试方法，具有如下的有益效果：
第一、测试准确性好，该寿命测试方法较好地模拟了磷酸铁锂电池应用在应急照明领域的应用场景，同时兼顾了IEC62133、ICEL1010和ICEL1001对于电池的高温寿命要求和锂离子电池寿命测试的实际，保证了测试数据的准确性；
第二、过程实现性强，通过在磷酸铁锂电池连接有智能管理保护板，所述智能管理保护板自动实现充电3.65V停止，3.45V打开，整个测试过程无需人为值守，自动进行充放电控制，有效提高了测试效率；
第三、测试可靠性高，整个测试通过电压控制结合时间控制实现浮充寿命测试，相对于传统高温镍镉电池单纯采用时间控制的方式而言，即使在测试过程中发生停电故障，也可以通过电压控制的数据进行接续，有效避免单纯依靠时间控制由于测试异常对测试可靠性造成的影响；
第四、数据参考性强，整个浮充寿命测试的公布设置主要基于ICEL1010、IEC61951和ICEL1001的测试要求进行设置，可以为磷酸铁锂电池作为镍镉电池的替代应用在应急照明上提供重要的参考。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例及对本发明产品作进一步详细的说明。
实施例1
本发明公开了一种磷酸铁锂电池的高温寿命测试方法，取已完成化成的磷酸铁锂电池，按照以下方法对其4年循环寿命进行测试：
(a)充电：55±2℃温度下，0.1C恒流充电至3.65V；
(b)浮充：55±2℃温度下，当电池电压低于3.45V时，对电池进行0.1C恒流充电至3.65V，然后停止，然后保持低于3.45V启动0.1C持续充电状态，直到30天时间；
(c)放电：55±2℃温度下，0.25C放电至2.5V；
(a)、(b)、(c)为一个循环，合格标准为48次循环后电池容量大于标称容量的75％。
在本实施例中，高温条件通过恒温恒湿烘箱提供；磷酸铁锂电池在测试过程中均连接有智能管理保护板，所述智能管理保护板自动实现充电3.65V停止，3.45V打开。
实施例2
本发明公开了一种磷酸铁锂电池的高温寿命测试方法，取已完成化成的磷酸铁锂电池，按照以下方法对其1年循环寿命进行测试：
(a)充电：70±2℃温度下，0.1C恒流充电至3.65V；
(b)浮充：70±2℃温度下，当电池电压低于3.45V时，对电池进行0.1C恒流充电至3.65V，然后停止，然后保持低于3.45V启动0.1C持续充电状态，直到120天时间；
(c)放电：70±2℃温度下，0.25C放电至2.5V；
(a)、(b)、(c)为一个循环，3次循环后执行（d）步骤：
(d)在55±2℃温度下，以0.1C恒流充电至3.65V，然后以0.25C恒流放电至2.5V，循环3次，合格标准为其放电容量大于标称容量的75％。
在本实施例中，高温条件通过恒温恒湿烘箱提供；磷酸铁锂电池在测试过程中均连接有智能管理保护板，所述智能管理保护板自动实现充电3.65V停止，3.45V打开。
实施例3
本发明公开了一种磷酸铁锂电池的高温寿命测试方法，取已完成化成的磷酸铁锂电池，按照以下方法对其4年循环寿命进行测试：
(a)充电：25±2℃温度下，0.1C恒流充电至3.65V；
(b)浮充：65±2℃温度下，当电池电压低于3.45V时，对电池进行0.1C恒流充电至3.65V，然后停止，然后保持低于3.45V启动0.1C持续充电状态，直到30天时间；
(c)放电：25±2℃温度下，0.25C放电至2.5V；
(a)、(b)、 (c)为一个循环，18次循环后执行（d）步骤：
(d)在55±2℃温度下，以0.1C恒流充电至3.65V，然后以0.25C恒流放电至2.5V，循环3次，合格标准为其放电容量大于标称容量75％。
在本实施例中，高温条件通过恒温恒湿烘箱提供；磷酸铁锂电池在测试过程中均连接有智能管理保护板，所述智能管理保护板自动实现充电3.65V停止，3.45V打开。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种磷酸铁锂电池的高温寿命测试方法，其特征在于：取已完成化成的磷酸铁锂电池，按照以下方法进行测试：
（a）、充电：在高温条件下，把磷酸铁锂电池采用0.1C恒流充电至3.65V；
（b）、浮充：在高温条件，当电池电压低于3.45V时，对电池进行0.1C恒流充电至3.65V，然后停止，然后保持低于3.45V启动0.1C持续充电状态；
(c)放电：在高温条件下，0.25C放电至2.5V；
(a)、(b)、(c)为一个循环，进行若干次循环；
加速测试的寿命为1年，(a)步骤、(b)步骤、(c)步骤的高温条件为70±2℃，（b）步骤持续浮充的时间为120天，3次循环后执行（d）步骤：在55±2℃温度下，以0.1C恒流充电至3.65V，然后以0.25C恒流放电至2.5V，循环3次，合格标准为其放电容量大于标称容量75％。
2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池的高温寿命测试方法，其特征在于：加速测试的寿命为4年，(a)步骤、(b)步骤、(c)步骤的高温条件为55±2℃，（b）步骤持续浮充的时间为30天，循环次数为48次，合格标准为48次循环后电池容量大于标称容量的75％。
3.根据权利要求2权利要求所述的磷酸铁锂电池的高温寿命测试方法，其特征在于：所述高温条件通过恒温恒湿烘箱提供。
4.根据权利要求3所述的磷酸铁锂电池的高温寿命测试方法，其特征在于：所述磷酸铁锂电池在测试过程中均连接有智能管理保护板，所述智能管理保护板自动实现充电3.65V停止，3.45V打开。
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Denomination of invention: High temperature life testing method for lithium iron phosphate batteries Granted publication date: 20190326 Pledgee: Shanghai Pudong Development Bank Co.,Ltd. Shenzhen Branch Pledgor: BST POWER (SHENZHEN) Ltd. Registration number: Y2024980007457 |
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