電池在現(xiàn)代生活中已經(jīng)發(fā)展為不可缺少的產(chǎn)品了，尤其是鋰電池使用的范圍更加寬廣，經(jīng)常用在一些小型便攜式電器，比如手機(jī)。電池屬于消耗型材料，經(jīng)常充電放電，無(wú)論是再好的電池，都有一定的壽命，而且鋰電池價(jià)格高于其它電池，所以購(gòu)買時(shí)盡量選擇質(zhì)量好的鋰電池，用的期限可以久一點(diǎn)，使用的時(shí)候也不會(huì)出現(xiàn)安全隱患，這時(shí)候電池的各方面檢測(cè)試驗(yàn)就非常重要了，下面星拓小編重點(diǎn)給大家介紹下電池的分類以及需要做哪些檢測(cè)試驗(yàn)項(xiàng)目，分別需要那些試驗(yàn)設(shè)備。

鋰電池分類

1、鋰電池通常分兩大類：

鋰金屬電池：鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。

鋰離子電池：鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。

2、按用途分；也可分為兩大類：

第一個(gè)是數(shù)碼電池，就是我們?nèi)粘Ｓ玫氖謾C(jī)，平板，移動(dòng)電源等等，這些都是屬于數(shù)碼類電池。

第二種是動(dòng)力電池，就是特斯拉，比亞迪一些新能源電動(dòng)汽車，還有無(wú)人機(jī)等產(chǎn)品用的電池，這些電池要求的瞬間電流很大，數(shù)碼類電池滿足不了瞬間大電流，所以這類也叫高倍率電池，價(jià)格比數(shù)碼電池要貴一些。

3、按外殼材料分，可以分為三類：

第一類，鋼殼電池，顧名思義就是外殼是鋼材。

第二類，鋁殼電池，同理外殼是鋁的材質(zhì)。

第三類，聚合物電池，外殼是一種聚合物材料，大多是銀色的，少數(shù)幾家廠商做的是黑色，業(yè)內(nèi)成為黑皮。

主要影響因素來(lái)源

（1）正極材料：當(dāng)鋰離子電池使用不當(dāng)時(shí)，導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度過(guò)快升高，造成正極材料中的活性物質(zhì)分解和電解液的氧化，從而產(chǎn)生大量熱量，使得電池過(guò)熱，引起燃燒甚至爆炸。

（2）負(fù)極材料：如果以金屬鋰做負(fù)極材料，電池經(jīng)過(guò)多次充放電后容易產(chǎn)生鋰枝晶，進(jìn)而刺破隔膜，導(dǎo)致電池短路、漏液。目前常用嵌鋰化合物作為負(fù)極材料，有效避免鋰枝晶的產(chǎn)生，提高安全性。

（3）隔膜與電解液：鋰電池的電解液通常為鋰鹽（如六氟磷酸鋁）與有機(jī)溶劑（如碳酸酯）的混合溶液，電池溫度較高時(shí)下易發(fā)生熱分解。

鋰離子電池的組成及工作原理

鋰離子電池主要由正極、負(fù)極、電解液、隔膜以及外部連接、包裝部件構(gòu)成。其中，正極、負(fù)極包含活性電極物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑等，均勻涂布于銅箔和鋁箔集流體上。

鋰離子電池的正極電位較高，常為嵌鋰過(guò)渡金屬氧化物，或者聚陰離子化合物，如鈷酸鋰、錳酸鋰、三元、磷酸鐵鋰等；鋰離子電池負(fù)極物質(zhì)通常為碳素材料，如石墨和非石墨化碳等；鋰離子電池電解液主要為非水溶液，由有機(jī)混合溶劑和鋰鹽構(gòu)成，其中溶劑多為碳酸之類有機(jī)溶劑，鋰鹽多為單價(jià)聚陰離子鋰鹽，如六氟磷酸鋰等；鋰離子電池隔膜多為聚乙烯、聚丙稀微孔膜，起到隔離正、負(fù)極物質(zhì)，防止電子通過(guò)引起短路，同時(shí)能讓電解液中離子通過(guò)的作用。

在充電過(guò)程中，電池內(nèi)部，鋰以離子形式從正極脫出，由電解液傳輸穿過(guò)隔膜，嵌入到負(fù)極中；電池外部，電子由外電路遷移到負(fù)極。在放電過(guò)程中：電池內(nèi)部鋰離子從負(fù)極脫出、穿過(guò)隔膜，嵌入到正極中；電池外部，電子由外電路遷移到正極。隨著充、放電，遷移于電池間的是“鋰離子”，而非單質(zhì)“鋰”，因此電池被稱為“鋰離子電池”。

鋰離子電池的安全隱患

一般來(lái)說(shuō)，鋰離子電池出現(xiàn)安全問(wèn)題表現(xiàn)為燃燒甚至爆炸，出現(xiàn)這些問(wèn)題的根源在于電池內(nèi)部的熱失控，除此之外，一些外部因素，如過(guò)充、火源、擠壓、穿刺、短路等問(wèn)題也會(huì)導(dǎo)致安全性問(wèn)題。鋰離子電池在充放電過(guò)程中會(huì)發(fā)熱，如果產(chǎn)生的熱量超過(guò)了電池?zé)崃康暮纳⒛芰?，鋰離子電池就會(huì)過(guò)熱，電池材料就會(huì)發(fā)生SEI膜的分解、電解液分解、正極分解、負(fù)極與電解液的反應(yīng)和負(fù)極與粘合劑的反應(yīng)等破壞性的副反應(yīng)。

鋰離子電池安全檢測(cè)指標(biāo)及需要使用的檢測(cè)試驗(yàn)設(shè)備

鋰離子電池生產(chǎn)出來(lái)后，在到達(dá)消費(fèi)者手中之前，還需要進(jìn)行一系列檢測(cè)，以盡量保證電池的安全性，降低安全隱患。

1、擠壓測(cè)試（電池?cái)D壓試驗(yàn)機(jī)）：

將充滿電的電池放在一個(gè)平面上，由油壓缸施與13±1KN的擠壓力，由直徑為32mm的鋼棒平面擠壓電池，一旦擠壓壓力到達(dá)最大停止擠壓，電池不起火，不爆炸即可。

2、撞擊測(cè)試（電池碰撞試驗(yàn)機(jī)）：

電池充滿電后，放置在一個(gè)平面上，將直徑15.8mm的鋼柱垂直置于電池中心，將重量9.1kg的重物從610mm的高度自由落到電池上方的鋼柱上。電池不起火、不爆炸即可。

3、過(guò)充測(cè)試（電池測(cè)試儀）：

將電池用1C充滿電，按照3C過(guò)充10V進(jìn)行過(guò)充試驗(yàn)，當(dāng)電池過(guò)充時(shí)電壓上升到一定電壓時(shí)穩(wěn)定一段時(shí)間，接近一定時(shí)間時(shí)電池電壓快速上升，當(dāng)上升至一定限度時(shí)，電池高帽拉斷，電壓跌至0V，電池沒(méi)有起火、爆炸即可。

4、短路測(cè)試（電池短路試驗(yàn)機(jī)）：

將電池充滿電后用電阻不大于50mΩ的導(dǎo)線將電池正負(fù)極短路，測(cè)試電池的表面溫度變化，電池表面最高溫度為140℃，電池蓋帽拉開(kāi)，電池不起火、不爆炸。

5、針刺測(cè)試（電池針刺試驗(yàn)機(jī)）：

將充滿電的電池放在一個(gè)平面上，用直徑3mm的鋼針沿徑向?qū)㈦姵卮檀?。測(cè)試電池不起火、不爆炸即可。

6、溫度循環(huán)測(cè)試（電池高低溫試驗(yàn)機(jī)）：

鋰離子電池溫度循環(huán)試驗(yàn)是用來(lái)模擬鋰離子電池在運(yùn)輸或貯存過(guò)程中，反復(fù)暴露在低溫和高溫環(huán)境下，鋰離子電池的安全性，試驗(yàn)是利用迅速和極端的溫度變化進(jìn)行的。試驗(yàn)后樣品應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。

鋰離子電池安全性解決方案

針對(duì)鋰離子電池在材料、制造和使用過(guò)程中的諸多安全隱患，如何對(duì)容易產(chǎn)生安全問(wèn)題的部分進(jìn)行改進(jìn)，是鋰離子電池制造商需要解決的問(wèn)題。

1、提高電解液的安全性

電解液與正、負(fù)電極之間均存在很高的反應(yīng)活性，尤其在高溫下，為了提高電池的安全性，提高電解液的安全性是比較有效的方法之一。通過(guò)加入功能添加劑、使用新型鋰鹽以及使用新型溶劑可以有效解決電解液的安全隱患。

根據(jù)添加劑功能的不同，主要可以分為以下幾種：安全保護(hù)添加劑、成膜添加劑、保護(hù)正極添加劑、穩(wěn)定鋰鹽添加劑、促鋰沉淀添加劑、集流體防腐添加劑、增強(qiáng)浸潤(rùn)性添加劑等。

為了改善商用鋰鹽的性能，研究者們對(duì)其進(jìn)行了原子取代，得到了許多衍生物，其中采用全氟烷基取代原子得到的化合物具有閃點(diǎn)高、電導(dǎo)率近似、耐水性增強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，是一類很有應(yīng)用前景的鋰鹽化合物。另外，以硼原子為中心原子、與氧配體螯合得到的陰離子鋰鹽，具有很高的熱穩(wěn)定性。

對(duì)于溶劑方面，很多研究者提出了一系列新型的有機(jī)溶劑，如羧酸酯、有機(jī)醚類有機(jī)溶劑。另外，離子液體也有一類安全性高的電解液，但是相對(duì)普遍使用的碳酸酯類電解液，離子液體的粘度高個(gè)數(shù)量級(jí)，電導(dǎo)率、離子自擴(kuò)散系數(shù)較低，離實(shí)用化還有很多工作要做。

2、提高電極材料的安全性

磷酸鐵鋰以及三元復(fù)合材料被認(rèn)為是成本低廉、“安全性優(yōu)良”的正極材料，有可能在電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)中普及應(yīng)用。對(duì)于正極材料，提高其安全性的常見(jiàn)方法為包覆修飾，如用金屬氧化物對(duì)正極材料進(jìn)行表面包覆，可以阻止正極材料與電解液之間的直接接觸，抑制正極物質(zhì)發(fā)生相變，提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，降低晶格中陽(yáng)離子的無(wú)序性，以降低副反應(yīng)產(chǎn)熱。

對(duì)于負(fù)極材料，由于其表面的往往是鋰離子電池中最容易發(fā)生熱化學(xué)分解并放熱的部分，因此提高SEI膜的熱穩(wěn)定性是提高負(fù)極材料安全性的關(guān)鍵方法。通過(guò)微弱氧化、金屬和金屬氧化物沉積、聚合物或者碳包覆，可以提高負(fù)極材料熱穩(wěn)定性。

3、改善電池的安全保護(hù)設(shè)計(jì)

除了提高電池材料的安全性，商品鋰離子電池采用的許多安全保護(hù)措施，如設(shè)置電池安全閥、熱溶保險(xiǎn)絲、串聯(lián)具有正溫度系數(shù)的部件、采用熱封閉隔膜、加載專用保護(hù)電路、專用電池管理系統(tǒng)等，也是增強(qiáng)安全性的手段。