專利名稱：：用堿性電池測試鋰二次電池安全性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明用堿性電池測試鋰二次電池安全性的方法屬于電池領(lǐng)域，尤其是關(guān)于一種鋰二次電池的安全性測試方法。
背景技術(shù)：
：近年來，隨著鋰二次電池向著小體積、高能量密度、高功率、高倍率的發(fā)展,鋰二次電池己被在多領(lǐng)域及其廣泛的應用，如移動電話、無線設(shè)備、筆記本、儀器儀表、報警、玩具、遙控、攝像機、航空、航天、航海、計算機、通訊、電動設(shè)備、游戲機、家用電器等等。同時電池的安全性問題也日益突出，安全問題也越來越受到倍加的重視。例如高能量密度、高功率、高倍率的鋰二次電池及電池組在電動工具、電動玩具、便攜式充電工具、應急充電電源等方面的應用，因為各種濫用，如受到過充電、過放電、直充電、反充電、短路、高溫等情況下都能發(fā)生起火、爆炸等安全問題而對使用者造成危險。所以為了使鋰二次電池安全地進入市場，電池在投入市場前都需要進行一系列的安全性能測試，以此來判斷產(chǎn)品是否合格。檢測技術(shù)、檢測手段則顯得尤為重要。隨著各種安全測試機構(gòu)的測試方法和檢測標準的出臺，電池的安全測試方法越來越多，形成了越來越多的規(guī)范。目前現(xiàn)有的主要電池安全性能測試有電氣測試(包括持續(xù)充電、過充電、強制放電、短路等)，機械測試(包括擠壓、針刺、重物沖擊、振動、自由跌落等)，環(huán)境測試(包括高溫烘烤、高溫貯存、低氣壓、熱沖擊循環(huán)、恒定濕熱、浸水等)。目前現(xiàn)有的主要鋰電池的測試標準有美國UL1642，UL2054等；歐洲IEC60086，IEC62133，IEC61959，IEC60950，電池指令等；中國國標GB/T18287，GB8897.4,軍標GJB447，GJB2374;日本JIS8712，JIS8714等，此外還有IEEE1625，IEEE1725以及對以上標準和指令進行了新的修訂形成的標準和指令等。以上標準和指令中都詳細規(guī)定了電池的測試方法和要求，規(guī)定了過充、過放、反充的電流電壓條件。盡管測試方法和測試標準很多，且電池在出廠前要使用上述多種測試方法進行安全性測試和評估，和加各種保護電路加以保護，以保證電池的使用安全，但是仍然還有一部分電池在實際使用過程中發(fā)生冒煙、起火、爆炸等安全事故。究其原因，在保護電路失靈的情況下，電池在濫用的情況下或錯誤的充電過程中，電池仍然存在不安全因素，尤其在玩具和便攜式充電電源的應用上體現(xiàn)更加明顯。現(xiàn)在玩具和便攜式充電電源較多地使用堿性電池或電池組做鋰二次電池的充電電源，最惡劣的過充和反充的條件是接錯線，避開了保護板的保護，堿性電池或電池組直接對鋰二次電池充電或反充。這說明現(xiàn)有標準規(guī)定的各種方法聯(lián)合使用仍然還不能充分反映電池的安全性。真正性能安全的電池應該在任何條件下都不發(fā)生起火、爆炸等安全事故，必須在任何條件下都絕對安全。因此，要保證鋰二次電池在任何使用條件下的安全性，則必須模仿使用的情況，提高其安全測試條件。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中鋰二次電池安全性檢測方法和條件還不能充分反映電池耐過充、耐過放安全性能的缺點，提供一種更能充分反映鋰二次電池安全性的電池安全性測試方法。本發(fā)明提供了一種鋰二次電池安全性測試方法，該方法包括將堿性電池或電池組與被測試安全性能的鋰二次電池或電池組直接串聯(lián)而形成充電或放電(或反充電)回路，使堿性電池或電池組給被測試安全性能的鋰二次電池或電池組強制充電或過放電(或反充電)。其中，充電回路中堿性電池或電池組的電壓必須大于被測試安全性能的鋰二次電池或電池組的電壓；放電(或反充電)回路中堿性電池或電池組的容量必須大于被測試安全性能的鋰二次電池或電池組的容量。堿性電池或電池組包括堿性鋅-錳電池、鎘鎳電池、氫鎳電池、鋅鎳電池，或其電池組，不限于此。本發(fā)明提供的鋰二次電池安全測試方法，在充電回路中，由于使堿性電池或電池組的電壓大于被測試安全性能的鋰二次電池或電池組的電壓，使得堿性電池或電池組以最大電壓并無限制性最大電流強制給被測試安全性能的鋰二次電池或電池組充電，使得電池在過充電測試中，作用到電池上的電壓和通過電池的電流大大增強，因而具有比目前標準中規(guī)定的過充電有更強的過充效果和破壞效果，更真實地反映電池的實際安全性能，更大程度地降低鋰二次電池的安全隱患。本發(fā)明提供的鋰二次電池安全測試方法，在放電(或反充電)回路中，由于回路中并無電阻等用電電子等器件產(chǎn)生電阻，使得串聯(lián)電路形成一個短路的回路，并使得堿性電池或電池組以最大電壓并無限制性最大電流加強給被測試安全性能的鋰二次電池或電池組過放電，所以在過放電(或反充電)測試中，作用到鋰二次電池上的短路電流大大增強，放電后直到被測試安全性的鋰二次電池的電量放為零。由于堿性電池或電池組的容量必須大于被測試安全性能的鋰二次電池或電池組的容量，堿性電池或電池組將繼續(xù)給被測試安全性能的鋰二次電池或電池組施加反向電壓給鋰二次電池反充電，因而具有比目前標準中規(guī)定的過放電有更強的破壞效果，更真實地反映鋰二次電池的實際安全性能，更大程度地降低鋰二次電池的安全隱患。將堿性電池或電池組與被測試安全性能的鋰二次電池或電池組直接串聯(lián)而形成充電或放電回路，使堿性電池或電池組給被測試安全性能的鋰二次電池或電池組強制充電或過放電，其特征是充電回路中堿性電池或電池組的電壓必須大于被測試安全性能的鋰二次電池或電池組的電壓；放電回路中堿性電池或電池組的容量必須大于被測試安全性能的鋰二次電池或電池組的容量。充電回路中堿性電池或電池組的電壓是被測試安全性能的鋰二次電池或電池組的電壓的115倍。放電回路中堿性電池或電池組的容量是被測試安全性能的鋰二次電池或電池組的容量的1~120倍。充電回路或放電回路中連接的電流回路的總電阻小于100mQ。連接電流回路中所有電子器件的阻值和小于65mQ。連接電流回路中所有線徑的最大承載電流值是回路中產(chǎn)生最大電流的1.5~5倍，線徑電阻小于35mQ。因而本發(fā)明提供的方法也比傳統(tǒng)的過充電法和恒流恒壓源過充電法更能真實的反映鋰二次電池在實際使用時的安全性。本發(fā)明提供的方法能更大程度地發(fā)現(xiàn)鋰二次電池的安全隱患，保障鋰二次電池的使用安全性能，并且操作簡單、方便、可靠、易于實現(xiàn)。附圖1是本發(fā)明提供的安全性測試方法中堿性電池或電池組與被測試安全性能的鋰二次電池或電池組直接串聯(lián)而形成的充電回路示意圖。附圖2是本發(fā)明提供的安全性測試方法中堿性電池或電池組與被測試安全性能的鋰二次電池或電池組直接串聯(lián)而形成的放電(或反充電)回路示意圖。具體實施例方式如附圖1所示，本發(fā)明提供的鋰二次電池安全性測試方法包括將堿性電池或電池組11與被測試安全性能的鋰二次電池或電池組12直接串聯(lián)而形成充電或放電回路，使堿性電池或電池組11給被測試安全性能的鋰二次電池或電池組12強制充電或過放電。其中，充電回路中堿性電池或電池組ll的電壓必須大于被測試安全性能的鋰二次電池或電池組12的電壓；放電回路中堿性電池或電池組的容量必須大于被測試安全性能的鋰二次電池或電池組的容量。所述堿性電池或電池組11是各種不同正負極材料制造而成的電池，只要是堿性電池即可。所述的堿性電池可以是單個電池也可以是多個電池串聯(lián)或并聯(lián)或者是由串聯(lián)和并聯(lián)而組成的組合電池組，為了便于測試，本發(fā)明優(yōu)選的是使用堿性鋅-錳干電池連續(xù)串聯(lián)而組成的干電池組，更優(yōu)選電池組由4~20節(jié)串聯(lián)而成，即電壓為被測試鋰二次電池或電池組電壓的115倍。本發(fā)明優(yōu)選的是使用堿性鋅-錳干電池串聯(lián)后的容量大于被測試安全性能的鋰二次電池或電池組22的容量，更優(yōu)選的是串聯(lián)堿性電池組21的容量是被測試安全性能的鋰二次電池或電池組22容量的廣120倍。本發(fā)明對充電和放電的定義沿用常規(guī)的充放電定義。對于任意給定的堿性電池或電池組形成的直流電源和被測試安全性能的鋰二次電池或電池組所形成的電流回路，均可按照共知的電路方法判斷充放電電路，其判斷的過程在此不再贅述。為了保證電路回路中的電阻值足夠小，本發(fā)明提供的方法對連接的電流回路優(yōu)選，更優(yōu)選的是指回路中無電阻等用電電子等器件產(chǎn)生電阻，電路中的連接開關(guān)13、電流表14均無電阻或電阻足夠小，優(yōu)選的是其電阻和小于65mQ。本發(fā)明提供的方法還優(yōu)選了連接電路的導線的線徑，線徑保證足夠大，以保證導線能支撐回路中產(chǎn)生的最大電流并且還不影響最大電流的產(chǎn)生，更優(yōu)選的是線徑的最大承載電流值是回路中產(chǎn)生最大電流的1.55倍，線徑電阻小于35mQ。為了保證被測試安全性能的鋰二次電池或電池組12對測試環(huán)境的要求，保證其過程中散熱的一致性，便于與常規(guī)的測試的環(huán)境相一致，本發(fā)明測試的環(huán)境在常溫常壓下進行，優(yōu)選的是溫度25°C±5°C，相對濕度60%±15%，大氣壓力86106Kpa。與常規(guī)的各種電池安全性測試方法一樣，在測試前先對電池充電到3.0~4.2V，優(yōu)選的是3.8~4.0V，然后在用本發(fā)明所述的安全性測試方法進行安全性測試。在測試中，如果電池冒煙、起火或爆炸，則認為該電池未通過測試即不合格；否則視為通過測試即合格。本發(fā)明所述的被測試鋰二次電池可以是各種型號的鋰二次電池、電池塊、電池組，例如可以是軟包裝鋰二次電池、方形鋰二次電池、紐扣鋰二次電池、圓柱形鋰二次電池、聚合物鋰二次電池或其他形狀鋰二次電池。如附圖2所示，本發(fā)明提供的鋰二次電池安全性測試方法包括將堿性電池或電池組21與被測試安全性能的鋰二次電池或電池組22直接串聯(lián)而形成放電(或反充電)回路，使堿性電池或電池組21給被測試安全性能的鋰二次電池或電池組22強制過放電(或反充電)。其中，充電回路中堿性電池或電池組的電壓必須大于被測試安全性能的鋰二次電池或電池組的電壓；放電(或反充電)回路中堿性電池或電池組21的容量必須大于被測試安全性能的鋰二次電池或電池組22的容量。下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明進行詳細描述。實施例1取市售601417HS15QC型3.7V60mAh安全性鋰二次電池，去掉保護線路和外殼，得到6毫米(厚)X14毫米(寬)X17毫米(高)的鋰二次電池電芯，對所得電池電芯進行3.9V恒壓充電后，將6節(jié)1.5V的5tt全新堿性電池(本實驗選用商標品牌金霸王)串聯(lián)，然后按照圖1的方式接好電路。閉合開關(guān)13，測試開始，該試驗中電流表顯示最大值為6A士0.5A(即約100ItA)。測試直到電池冒煙、起火或爆炸或充電時間為90分鐘(min)，或電池表面溫度穩(wěn)定(45min內(nèi)溫差《2°C)時停止測試，如果電池冒煙、起火或爆炸，則為不合格，否則為合格。測試后的結(jié)果見下表l。實施例2取市售601417HS15QC型3.7V60mAh安全性鋰二次電池，去掉保護線路和外殼，得到6毫米(厚)X14毫米(寬)X17毫米(高)的鋰二次電池電芯，對所得電池電芯進行3.9V恒壓充電后，將6節(jié)1.5V的5附咸性電池串聯(lián)，然后按照圖2的方式接好電路。閉合開關(guān)23，測試開始，該試驗中電流表顯示最大值為小于16A(即約267ItA)。直到電池冒煙、起火或爆炸或放電(或反充電)時間大于90min停止測試，如果電池冒煙、起火或爆炸，則為不合格，否則為合格。測試后的結(jié)果見下表l。對比例1與實施例1對比，按標準測試方法將601417HS15QC型3.7V60mAh電池充滿電，將電池電芯接于電池檢測設(shè)備的夾具上，在上位機上設(shè)置以180mA(即3ItA)恒流、IOV恒壓充電，直到電池冒煙、起火或爆炸或充電時間為90min，或電池表面溫度穩(wěn)定(45min內(nèi)溫差《2°0時停止測試，如果電池冒煙、起火或爆炸，則為不合格，否則為合格。測試后的結(jié)果見下表l。對比例2與實施例1對比，按目前常用的檢測方法，將601417HS15QC型3.7V60mAh電池電芯接于直流恒流穩(wěn)壓源的夾具上，用以6A(即100ItA)恒流充電，電壓達到IOV后轉(zhuǎn)為恒壓充電，直到電池冒煙、起火或爆炸或充電時間為90min，或電池表面溫度穩(wěn)定(45min內(nèi)溫差《2'C)時停止測試，如果電池冒煙、起火或爆炸，則為不合格，否則為合格。測試后的結(jié)果見下表l。對比例3與實施例2對比，按目前強制放電的測試方法，將601417HS15QC型3.7V60mAh電池電芯接于電池檢測設(shè)備(量程必須滿足設(shè)置要求)的夾具上，在上位機上設(shè)置以0.2ItA(即12mA)恒流放電至終止電壓3.0V，然后以lItA(即60mA)電流對電池電芯進行反向充電，直到電池冒煙、起火或爆炸或充電時間大于90min停止測試，如果電池冒煙、起火或爆炸，則為不合格，否則為合格。測試后的結(jié)果見下表l。對比例4與實施例2對比，用標準的短路測試法，將601417HS15QC型3.7V60mAh電池的正負極用電阻小于50mQ的外部銅導線直接連接，直到電池冒煙、起火或爆炸或短路持續(xù)90min或電池表面溫度穩(wěn)定(45min內(nèi)溫差《2'C)時停止測試。測試后的結(jié)果見下表l。表I<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從上表1中可以看出本發(fā)明提供的方法測得電池的安全性的通過率要小于常規(guī)的過充電和過放電測試，從而說明本發(fā)明的安全性測試方法對鋰二次電池的安全性提出了更高的要求，能更大程度地反映鋰二次電池的安全性。權(quán)利要求1、一種用堿性電池測試鋰二次電池安全性的方法，將堿性電池或電池組與被測試安全性能的鋰二次電池或電池組直接串聯(lián)而形成充電或放電回路，使堿性電池或電池組給被測試安全性能的鋰二次電池或電池組強制充電或過放電，其特征是充電回路中堿性電池或電池組的電壓必須大于被測試安全性能的鋰二次電池或電池組的電壓；放電回路中堿性電池或電池組的容量必須大于被測試安全性能的鋰二次電池或電池組的容量。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的用堿性電池測試鋰二次電池安全性的方法，其特征是充電回路中堿性電池或電池組的電壓是被測試安全性能的鋰二次電池或電池組的電壓的廣15倍。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的用堿性電池測試鋰二次電池安全性的方法，其特征是放電回路中堿性電池或電池組的容量是被測試安全性能的鋰二次電池或電池組的容量的廣120倍。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用堿性電池測試鋰二次電池安全性的方法，其特征是充電回路或放電回路中連接的電流回路的總電阻小于100mQ。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用堿性電池測試鋰二次電池安全性的方法，其特征是連接電流回路中所有電子器件的阻值和小于65mQ。6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的用堿性電池測試鋰二次電池安全性的方法，其特征是連接電流回路中所有線徑的最大承載電流值是回路中產(chǎn)生最大電流的1.5~5倍，線徑電阻小于35mQ。全文摘要本發(fā)明用堿性電池測試鋰二次電池安全性的方法屬于電池領(lǐng)域，該方法包括將堿性電池或電池組與被測試安全性能的鋰二次電池或電池組直接串聯(lián)而形成充電或放電(或反充電)回路，使堿性電池或電池組給被測試安全性能的鋰二次電池或電池組強制充電或過放電(或反充電)，充電回路中堿性電池或電池組的電壓必須大于被測試安全性能的鋰二次電池或電池組的電壓；放電(或反充電)回路中堿性電池或電池組的容量必須大于被測試安全性能的鋰二次電池或電池組的容量。本發(fā)明提供的方法能更大程度地發(fā)現(xiàn)鋰二次電池的安全隱患，保障鋰二次電池的使用安全性能，并且操作簡單、方便、可靠、易于實現(xiàn)。文檔編號G01R31/36GK101387689SQ200810198978公開日2009年3月18日申請日期2008年9月28日優(yōu)先權(quán)日2008年9月28日發(fā)明者易世明,曾石華,李小龍,賴曉強申請人:廣州豐江電池新技術(shù)有限公司