锂电池的安全性设计正式版
锂电池安全性测试方案_图文
安捷伦模块化直流电源及负载应对电池多芯测试 N6700 模块化直流电源
N3300A 模块化电子负载型号 N6700B N6701A N6702A N6705B 说明小型模块化电源主机（400W ）小型模块化电源主机（600W ）小型模块化电源主机
（1200W ）直流电源分析仪主机（600W ）Product • 内置最高200KHz数字化仪，可实现响应时间测试• N675x,N676x具有阱电流功能，实现充电过压测试Volts 0-60 V Current 0-30 A Power 150 W N3302A N3303A N3304A N3305A N3306A N3307A 0-240 V 0-60 V 0-150 V 0-60 V 0-150 V 0-10 A 0-60 A 0-60A 0-120 A 0-30 A 250 W 300 W 500 W 600 W 250 W 31
最新的N8900系列 5 – 15 kW 新大功率：5kW, 10kW, 15kW 系列，一个14个型号。
通过主从模式的并联，未来可以拓展到 60-100kW 全部型号是自动量程电源 5 kW 80 V 200 V 500 V 750 V 1000 V 1500 V 170 A 70 A 30 A 20 A 10 kW
单台最高电压1.5kV, 最大电流510A 0.1% 的电压编程和测量精度；0.2% 的电流编程和测量精度 3U高端，全机架宽度 GPIB， USB，LXI Core）编程接口完备的过压、过流和过温保护 32。
关于锂电池的安全性教程
关于锂电池的安全性教程锂电池作为一种高效、环保的能源存储方式，被广泛应用于各种电子设备中。
然而，由于其化学性质和电特性，锂电池在使用过程中存在一定的安全隐患。
为了确保锂电池的安全使用，本文将为您详细介绍锂电池的安全性知识和使用注意事项。
一、锂电池的原理与结构1.1 原理锂电池是一种以锂为活性物质的电池，其工作原理是通过锂离子在正负极之间移动来完成充放电过程。
在充电过程中，锂离子从正极移动到负极，储存能量；在放电过程中，锂离子从负极移动到正极，释放能量。
1.2 结构锂电池一般由正极、负极、电解质和隔膜等部分组成：- 正极：负责在充电过程中接收锂离子，放电过程中释放锂离子。
- 负极：负责在充电过程中释放锂离子，放电过程中接收锂离子。
- 电解质：用于传导锂离子，在正负极之间形成电流通路。
- 隔膜：防止正负极直接接触，避免短路事故发生。
二、锂电池的安全隐患2.1 过充过充是指电池在充电过程中，电压超过设定的截止电压，导致电池内部化学反应失控，产生气体、热量的现象。
过充可能导致电池膨胀、破裂甚至起火。
2.2 过放过放是指电池在放电过程中，电压降至低于设定截止电压，使电池内部化学反应不完全，损害电池性能。
过放可能导致电池容量下降、内阻增大。
2.3 短路短路是指电池正负极之间形成低阻抗路径，导致电流急剧增大，产生大量热量。
短路可能导致电池起火、爆炸。
2.4 温度失控锂电池在高温环境下，内部化学反应加速，可能导致电池性能下降、热失控甚至起火。
三、锂电池的安全使用注意事项3.1 选择正规厂家产品购买锂电池时，应选择正规厂家生产的产品，确保电池质量。
3.2 正确充电- 使用符合电池标准的充电器进行充电。
- 避免在充电过程中操作电子设备，以免产生热量。
- 不要在高温环境下充电，避免电池损坏。
3.3 正确放电- 避免电池完全放电，以免损害电池性能。
- 不要在低温环境下使用电池，以免电池性能下降。
3.4 避免短路- 不要将电池的正负极直接接触，以免短路。
锂电池安全标准 IEC62133
IEC62133 ed.2目录绝缘和布线测试 (2)振动测试 (3)高温环境模型外壳压力测试 (4)温度循环测试 (5)外部短路测试: (20︒C ±5ºC) (6)外部短路测试: (55°C ± 5︒C) (7)自由跌落 (8)机械冲击（冲击危害） (9)热滥用测试 (10)电芯挤压测试 (11)低压测试: (12)强制放电测试: (13)恒压持续充电 (电芯) (14)外部短路 (电芯) (15)外部短路 (电池) (16)电池的过充测试 (17)电芯的强制内部短路测试 (18)绝缘和布线测试测试方法有金属裸露表面且金属面不带电的电池，在绝缘阻抗测试仪输出500Vdc电压情况下，测量电池金属表面与正极端子间的绝缘阻抗，测量需持续一定时间，绝缘电阻测试电压典型作用时间为60秒。
测试结果要求金属外壳电池和正极端子间绝缘电阻不大于等于5 M 。
振动测试测试方法样品做简单的谐振运动，振幅为0.76mm，最大位移1.52mm。
频率以1Hz/min的速度在10Hz和55Hz之间变化。
在每个震动方向上频率从10Hz到55Hz，然后从55Hz返回10Hz，往返时间在90 5分钟内。
测试完成1小时后检查电芯。
测试结果要求样品没有泄露、起火、爆炸的迹象。
高温环境模型外壳压力测试测试方法完全充满电电池放在空气对流的烤炉中，烤炉温度为70︒C ± 2︒C。
电池在烤炉中保持7小时，之后小心移出，恢复到室温(20︒C ± 5︒C)后检查。
测试结果要求样品外壳没有变形或使内部组件暴露的物理弯曲。
温度循环测试测试方法完全充电电芯/电池按照下面过程在强制通风间内进行温度循环测试：步骤1：将样品放在室温为75︒C ±2︒C的室内，保持4小时。
步骤2：在30分钟内将室温降低到20︒C ± 5︒C，保持2小时。
步骤3：30分钟内将室温降低到–20︒C ± 2︒C，保持4小时。
锂离子电池安全性设计
锂离子电池安全性设计欧方明【摘要】锂离子电池的安全性问题是其固有特性,正负极材料、电解液及其添加剂、电池的结构以及制备工艺条件都对锂离子电池的安全性有重要的影响。
合理的电极、电池结构、电池使用、成组技术安全性设计可提高锂离子电池使用安全性。
%The safety design is important to Li-ion battery owe to its essential properties. The anode and cathode materials, electrolyte and its additives,structure of battery and manufacture process have important effects on the safety ofLi-ion battery. The reasonable design of electrode, the structure of battery, and security design of group technology will improve the lithium-ion battery safety.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2011(031)011【总页数】3页(P16-18)【关键词】锂离子电池;安全性;电极;电池结构;成组技术【作者】欧方明【作者单位】海军驻昆明地区军事代表室,昆明650000【正文语种】中文【中图分类】TM912.2锂离子电池具有能量密度大、输出功率高、充放电寿命长、无污染、工作温度宽等诸多优点，从信息产业到能源交通，从太空到水下，锂离子电池都占有一席之地[1]。
锂离子电池在为人类造福的同时，也给我们带来了一定的灾难。
1995年和1997年，日本发生大规模锂离子电池火灾[2]。
世界各地时常发生手机锂离子电池和笔记本电脑电池爆炸事故。
美国海军水面作战中心，对水下无人航行装置采用的锂离子电池组进行安全性能测评，结果显示8并电池构成的锂离子电池模块在挤压、过充测试中均冒烟、起火；在高温测试中，满电荷电池模块起火；放电态电池模块冒烟。
锂离子电池的安全性能要求与电池包设计
锂离子电池的安全性能要求与电池包设计锂离子电池是一种高能量密度的化学能储存装置，广泛应用于电动车、便携式电子设备等领域。
然而，由于其内部结构和化学特性的原因，锂离子电池也存在着一定的安全风险。
为了确保使用锂离子电池的安全性，制定了一系列的安全性能要求和电池包设计规范。
本文将详细介绍锂离子电池的安全性能要求以及电池包的设计。
首先，锂离子电池的安全性能要求主要包括以下几个方面：1. 电芯安全性：电芯是锂离子电池的核心组件，其安全性直接关系到整个电池的使用安全。
为确保电芯的安全性，要求电芯具有耐高温、耐压、耐穿刺等特性，并且能够正常工作在指定的工作温度范围内。
2. 短路防护：电池内部的正负极之间短路是一种常见的安全隐患，易导致电池过热、爆炸等问题。
因此，电池应具备有效的短路防护机制，如内置保险丝、熔断器等，确保在短路情况下能迅速切断电流，避免发生严重的事故。
3. 过充过放保护：过充过放是锂离子电池使用过程中常见的失控情况，会导致电池内部化学反应异常，引发爆炸、火灾等安全问题。
因此，电池应配备过充过放保护装置，能够及时检测和切断过充过放的电流，保持电池在安全的电压范围内工作。
4. 温度管理：温度过高是导致电池安全性下降的重要因素之一。
电池应具备良好的热管理系统，通过传感器监测和控制电池温度，防止温度过高引发电池内部化学反应失控。
5. 安全标识：为了提醒用户注意电池的安全使用，电池应标注清晰的安全标识，如禁止放入火源、避免高温、勿外力挤压等。
除了安全性能要求外，电池包的设计也是确保电池安全性的重要环节。
以下是电池包设计中需要考虑的几个关键因素：1. 结构设计：电池包的结构设计应尽量避免电芯短路、挤压等安全隐患。
同时，还应考虑到电芯的散热需求，采用散热片、散热风扇等散热结构，保证电池包在工作中的温度控制。
2. 电池管理系统（BMS）：BMS是电池包的关键部分，负责监测和控制电池的电流、电压、温度等参数。
BMS应具备过充过放保护、温度监测、短路保护等功能，确保电池包在安全的范围内工作。
锂离子电池的安全性及相关标准规定
锂离子电池的安全性及相关标准规定锂离子电池安全性及相关标准规定锂离子电池是一种高能量密度、长寿命、无记忆效应、环保等优点的电池，被广泛应用于便携式设备、电动工具、电动汽车等领域，但其安全性问题也备受关注。
本文将介绍锂离子电池的安全性及相关标准规定。
一、锂离子电池的安全性问题1. 热失控当锂离子电池内部温度达到一定程度时，电池的正副电极、电解液等将会燃烧甚至爆炸，造成严重事故。
热失控的主要原因是电池内部产生热量无法及时散发出去，导致电池内部温度升高。
2. 机械失控锂离子电池内部物质的结构很脆弱，在受到机械碰撞、摩擦等外力作用时，可能会发生机械失控。
3. 内短路内短路是锂离子电池内部发生短路的一种情况。
由于正负电极之间隔膜被损坏，电解液中的离子可以直接通过短路通道流动，导致电池损坏或甚至爆炸。
4. 外短路外短路发生在电池的正负接口被短路时，电池可以在极短的时间内输出大量电流，可能会引发电池爆炸。
二、锂离子电池相关标准规定1. UL标准UL标准是美国安全试验实验室（Underwriters Laboratories）制定的电池安全标准，主要用于规范锂离子电池的安全性能。
2. IEC标准国际电工委员会（IEC）制定了IEC 62133标准，用于规范电池的安全性能，其中包括锂离子电池。
3. GB/T标准GB/T是中国标准制定机构国家标准化管理委员会发布的标准。
《锂离子电池安全性要求和测试方法》（GB/T 31241-2014）是规范锂离子电池安全性能的重要标准。
4. UN标准联合国（UN）也制定了一系列标准来规范锂离子电池的安全性能，主要针对电池的包装和运输。
综上所述，锂离子电池的安全性问题备受关注，相关标准规定的制定和实施对于确保锂离子电池的安全性具有关键性作用。
同时，生产、使用锂离子电池时也要严格按照标准规定进行操作，尽可能避免电池对人身和环境造成损害。
未来发展趋势和前景随着科技的不断发展和新能源的广泛应用，锂离子电池的前景越来越广阔。
BigBatterySafety锂电池安全性资料
气管 间隙小于1cm不烧
电池
电炉
电池安全阀有烟嘴（距离小于 1cm）, 主动抽气，电炉烤50Ah 电芯也不烧
4. 锂电池的气体膨胀
① 电池滥用情况下，电池会膨胀，多是慢速膨胀 (体积膨胀增加50%左右， 厚 度－钢壳动力电池厚度增50%， 软包装厚度增加3倍。) EVB可用厚度监控 报警
安全性能好。 短路发热点
－＋
针刺、挤
压短路发 热点
从火口泄气 危险性一般
＋
泄气口和着火点分开 安全性好
泄气口
软包装电池 案例， RIM的短路测试
圆柱电池
钢壳动力电池
3.排气管减少点燃机会
烟道无空气电火花实验。
实验描叙： 将50Ah LFP的EVB在煤油上烧烤。电池的安全阀接金属管，用黄泥巴密封。金属
400
641
NO
538
425
305
472
500
450
4%
NO
5%
3%
2%
3%
2%
2%
74%
NO
15%
36%
72%
16%
10%
10%
闪点： 液体或气体可以被电火花点燃的最低温度值。 当闪点低于28℃（空调温度）为甲类； 当闪点在
(28，60℃阳光下地面温度)为乙类。甲类，乙类都是易燃溶剂（气体）。 如果闪点和沸点都低于0℃， 就 属于极度易燃。 爆炸上（下）限： 气体成分达到多少后， 可以点燃和发生爆炸。
7. 避免溶剂流入电气接头，电解短路起火。试验：3滴电解液在老化板，老化板接 3.2v电池，在2小时内点燃环氧树脂的老化板，显微镜下可拍摄到电解正极形成大 量铜箔，短路。
锂离子电池组安全设计指南
锂离子电池组安全设计指南
1. 引言
- 锂离子电池组广泛应用于各种电子设备和电动汽车等领域 - 安全性是锂离子电池组设计的重中之重
2. 电池材料选择
- 正极材料
- 选用热稳定性好的材料,如磷酸铁锂、锰酸锂等
- 负极材料
- 避免使用金属锂,选择石墨等材料
- 电解液
- 使用不易燃性好的电解液,如离子液体电解液
3. 电池结构设计
- 设置安全阀,可在过压时释放内部气体
- 采用耐高温绝缘材料制作隔膜
- 设计良好的机械保护结构,防止外力挤压
4. 电路保护
- 配备过充过放电路保护
- 严禁电池反接,加装反接保护电路
- 引入均衡电路,防止单体电池过充或过放
5. 热管理
- 合理布置散热结构,加强电池组散热
- 引入温度检测系统,及时发现异常
6. 电池管理系统(BMS)
- 集成各项保护和监控功能
- 具备故障诊断和报警功能
7. 安全测试与认证
- 进行各种极端工况下的安全测试
- 取得针对应用领域的权威安全认证
8. 结语
- 坚持安全第一的理念
- 通过完善的设计,确保锂离子电池组安全可靠运行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal.
锂电池的安全性设计正式
版
锂电池的安全性设计正式版
下载提示：此安全管理资料适用于生产计划、生产组织以及生产控制环境中，通过合理组织生产过程，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到预期的生产目标和实现管理工作结果的把控。
文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。
为了避免因使用不当造成电池过放电或者过充电，在单体锂离子电池内设有三重保护机构。
一是采用开关元件，当电池内的温度上升时，它的阻值随之上升，当温度过高时，会自动停止供电；二是选择适当的隔板材料，当温度上升到一定数值时，隔板上的微米级微孔会自动溶解掉，从而使锂离子不能通过，电池内部反应停止；三是设置安全阀（就是电池顶部的放气孔），电池内部压力上升到一定数值时，安全阀自动打开，保证电池的使用安全性。
有时，电池本身虽然有安全控制措施，但是因为某些原因造成控制失灵，缺少安全阀或者气体来不及通过安全阀释放，电池内压便会急剧上升而引起爆炸。
一般情况下，锂离子电池储存的总能量和其安全性是成反比的，随着电池容量的增加，电池体积也在增加，其散热性能变差，出事故的可能性将大幅增加。
对于手机用锂离子电池，基本要求是发生安全事故的概率要小于百万分之一，这也是社会公众所能接受的最低标准。
而对于大容量锂离子电池，特别是汽车等用大容量锂离子电池，采用强制散热尤为重要。
选择更安全的电极材料，选择锰酸锂材料，在分子结构方面保证了在满电状
态，正极的锂离子已经完全嵌入到负极炭孔中，从根本上避免了枝晶的产生。
同时锰酸锂稳固的结构，使其氧化性能远远低于钴酸锂，分解温度超过钴酸锂100℃，即使由于外力发生内部短路（针刺），外部短路，过充电时，也完全能够避免了由于析出金属锂引发燃烧、爆炸的危险。
另外，采用锰酸锂材料还可以大幅度降低成本。
提高现有安全控制技术的性能，首先要提高锂离子电池芯的安全性能，这对大容量电池尤为重要。
选择热关闭性能好的隔膜，隔膜的作用是在隔离电池正负极的同时，允许锂离子的通过。
当温度升高时，在隔膜熔化前进行关闭，从而使内阻
上升至2000欧姆，让内部反应停止下来。
当内部压力或温度达到预置的标准时，防爆阀将打开，开始进行卸压，以防止内部气体积累过多，发生形变，最终导致壳体爆裂。
提高控制灵敏度、选择更灵敏的控制参数和采用多个参数的联合控制（这对于大容量电池尤为重要）。
对于大容量锂离子电池组是串/并联的多个电芯组成，如笔记本电脑的电压为10V以上，容量较大，一般采用3～4个单电池串联就可以满足电压要求，然后再将2～3个串联的电池组并联，以保证较大的容量。
大容量电池组本身必须设置较为完善的保护功能，还应考虑两种电路基板模块:
保护电路基板（Protection Board PCB）模块及Smart Battery Gauge Board模块。
整套的电池保护设计包括：第1级保护IC（防止电池过充、过放、短路），第2级保护IC（防止第2次过压）、保险丝、LED指示、温度调节等部件。
在多级保护机制下，即使是在电源充电器、笔记本电脑出现异常的情况下,笔记本电池也只能转为自动保护状态，如果情况不严重,往往在重新插拔后还能正常工作，不会发生爆炸。
目前，笔记本电脑和手机使用的锂离子电池所采用的底层技术是不安全的，需要考虑更安全的结构。
总之，随着材料技术的进步和人们对
锂离子电池设计、制造、检测和使用诸方面要求的认识不断加深，未来的锂离子电池会变得更安全。
充电电压
一般手机电池电压写的是3.7V但一般充电器的电压写的是5V,但不会影响使用的,因为根本没有3.7V的手机充电器卖. 新电池切勿过充
对于新买的锂离子电池的“激活”问题，众多的说法是：充电时间一定要超过12小时，反复做三次，以便激活电池。
这种“前三次充电要充12小时以上”的说法，明显是从镍电池（如镍镉和镍氢）延续下来的说法。
所以这种说法，可以说一开始就是误传。
锂电池和镍电池的充放电
特性有非常大的区别，而且可以非常明确的告诉大家，所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。
因而充电最好按照标准时间和标准方法充电，特别是不要进行超过12个小时的超长充电。
那么锂电池需要激活吗？答案是肯定的，需要激活！但是，这个过程是由生产厂家完成的，与用户无关，用户也没有能力完成。
锂电池真正的激活过程是这样的：锂离子电池壳灌输电解液--封口--化成，就是恒压充电，然后放电，如此进行几个循环，使电极充分浸润电解液充分活化，直至容量达到要求为止，这个就是激活过程--分容，也就是说出厂后锂离子电
池到用户手上已经是激活过的了。
另外，其中有些电池的激活过程需要电池处于开口状态，激活以后再封口，除非您拥有了电芯生产设备，否则如何完成？
可是为什么有些产品的说明书上写着，建议用户前三次使用，要对手机进行完全的充放电呢？难道这不是激活吗？其实事实是这样的，在电池出厂，然后销售，再到用户的手中，会经历一段时间，一个月或者几个月，这样一来，电池的电极材料就会“钝化”，此时容量低于正常值，使用时间亦随之缩短。
但锂电池很容易激活，只要经过3-5次正常的充放电循环就可激活电池，恢复正常容量。
由于锂电池本身的特性，决定了它几乎没有记
忆效应。
因此用户新锂电池在激活过程中，是不需要特别的方法和设备的。
长充、深充的危险
长充可能导致过充。
锂电池或充电器在电池充满后都会自动停充，并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。
也就是说，如果你的锂电池在充满后，放在充电器上也是白充。
而我们谁都无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失，所以你的电池将长期处在危险的边缘徘徊。
这也是我们反对长充电的另一个理由。
在对某些机器上，充电超过一定的时间后，如果不去取下充电器，这时系统不仅不停止充电，还将开始放电-充电循环。
也许这种做法的厂商自有其目的，但显然对电池的寿命而言是不利的。
同时，长充电需要很长的时间，往往需要在夜间进行，而以我国电网的情况看，许多地方夜间的电压都比较高，而且波动较大。
前面已经说过，锂电池是很娇贵的，它比镍电在充放电方面耐波动的能力差得多，于是这又带来附加的危险。
事实上，浅放浅充对于锂电更有益处，只有在产品的电源模块为锂电做校准时，才有深放深充的必要。
所以，使用锂电供电的产品不必拘泥于过程，一切以方便为先，随时充电。
过充、过放的危害
锂离子电池的额定电压，因为近年材
料的变化，一般为3.7V，磷酸铁锂（以下称磷铁）正极的则为3.2V。
充满电时的终止充电电压一般是4.2V，磷铁3.65V。
锂离子电池的终止放电电压为2.75V～
3.0V(电池厂给出工作电压范围或给出终止放电电压，各参数略有不同，一般为
3.0V，磷铁为2.5V)。
低于2.5V（磷铁2.0V）继续放电称为过放，低电压的过放或自放电反应会导致锂离子活性物质分解破坏，并不一定可以还原。
而锂离子电池任何形式的过充都会导致电池性能受到严重破坏，甚至爆炸。
锂离子电池在充电过程必需避免对电池产生过充。
——此位置可填写公司或团队名字——。