锂电池老化步骤是锂电池组测试的一部分，用于评估电池组随时间推移的性能退化，从而确保其性能和使用寿命。这些测试在识别容量损失和内阻变化等关键问题方面发挥着关键作用。通过分析超过 3 亿个数据点，研究人员将老化机制（例如 SEI 膜生长）与电池效率和安全性联系起来，从而推动了技术进步。

关键精华

锂电池老化测试模拟实际使用情况，以检查电池随时间推移的运行情况。这些测试可以发现诸如电量损失或电池内部变化等问题。

进行老化测试可以显著延长电池的使用寿命。例如，使用变化放电模式可以比使用稳定放电模式延长电池的使用寿命 38%。

在测试过程中，关注电池的电量保持情况以及电池内部的变化等重要信息至关重要。这些信息有助于制造更优质的电池，并确保其安全可靠。

第一部分：锂电池老​​化测试概述

1.1 电池组老化测试的目的

老化测试是评估锂电池组性能和寿命的基石。这些测试模拟真实环境条件，例如循环充放电测试，以评估电池性能随时间推移的衰减情况。通过这些评估，您可以识别容量损失、内阻变化和热不稳定性等关键问题。例如，研究表明，与恒流放电曲线相比，动态放电曲线可将电池寿命延长高达 38%。这凸显了真实测试条件对于改善电池健康和性能的重要性。

这些测试的目的不仅限于诊断，还有助于预测未来性能并优化电池设计。例如，结构化方法包括在受控环境下选择电池、进行初始特性分析、监控和压力测试。此过程可确保电池符合安全性和可靠性标准，同时兼顾性能、寿命和成本之间的平衡。

1.2 老化测试在电池组开发中的重要性

在电池组开发中，老化测试必不可少。它们可以帮助您评估电池在各种条件下的性能，例如高温老化测试或低温老化测试。这些测试可以深入了解容量衰减、热稳定性和退化模式。例如，研究表明，温度梯度会导致不同的退化模式，从而显著影响电池寿命。了解这些影响对于设计高效耐用的电池组至关重要。

通过模拟长期使用，老化测试可帮助您优化电池设计，确保可靠性和稳定性。电流、电压和温度等参数经过精心控制，以评估容量衰减率和整体性能。这种数据驱动的方法使制造商能够针对实际应用优化电池组，确保其符合行业标准和消费者期望。

1.3 老化测试评估的关键指标

进行电池老化测试时，您需要监控特定指标来评估性能和退化程度。关键指标包括最大充电状态 (SoC)、放电深度 (DoD)、充电电流和放电电流。这些指标会影响电池的寿命、热稳定性和整体效率。例如，放电深度直接影响循环寿命，而充电和放电电流则会影响化学稳定性和热稳定性。

此外，容量衰减测试和内阻测量对于了解电池健康状况至关重要。通过分析这些指标，您可以识别性能和性能下降的趋势，从而更好地进行电池设计和质量保证决策。这种全面的分析可确保电池即使在严苛的条件下也能满足安全和性能要求。

第二部分：测试锂离子电池老化的常用方法

2.1 循环充放电测试

循环充放电测试是测试锂离子电池老化最有效的方法之一。该方法包括在受控条件下反复对电池进行充电和放电，以模拟实际使用情况。通过这种方式，您可以评估电池性能随时间的变化。此过程有助于识别容量损失、内阻增加和热不稳定性等关键因素。

放电深度 (DoD) 在决定电池循环寿命方面起着重要作用。例如，80% 放电深度的电池通常比 100% 放电深度的电池寿命更长。下表列出了不同类型电池在不同放电深度下的循环寿命：

该方法为了解电池健康状况和优化性能提供了宝贵的数据。通过分析结果，您可以改进电池设计并延长其使用寿命。

2.2 高低温压力测试

高低温压力测试评估电池在极端温度条件下的性能。此方法对于确定热稳定性和安全边界至关重要。在这些测试中，您需要将电池暴露在高温和低温下，以观察其行为并测量产热率。

例如，实验表明，在200秒内，电池和周围环境的温度会显著上升。这凸显了电池在压力下的热行为。下表总结了关键的观察结果：

实验条件

观察

启示

热失控风险

计算释放的总热量

指示与温度升高相关的安全边界和风险

200秒时的温度分析

电池和周围环境温度升高

强调应力条件下的热行为

此外，产热速率会随温度变化。下表提供了这种变化的相关信息：

温度范围

产热率

观察

10°C至60℃，

随温度降低而升高

即使在高放电率下也具有显著的可逆热率

5C和55°C

总热耗的7.4%

在苛刻条件下表现出色

通过进行高温老化测试和低温老化测试，您可以确保电池符合安全标准并在各种环境下可靠运行。

2.3 锂离子电池容量测试

容量测试 锂离子电池 测量电池能够存储和释放的电量。此方法对于评估性能下降和识别容量衰减趋势至关重要。在此测试中，您可以监测电阻和电荷转移速率等参数，以评估电池的健康状况。

下表概述了关键电阻参数及其对降解的影响：

阻力参数

描述

对退化的影响

R0

接触损失和电解质离子电导率降低

增加表示降解

R1

与阳极固体电解质界面（SEI）相关的电阻

表示高频下的性能下降

R2

与电化学反应速率相关的电荷转移电阻

颗粒破裂导致电极材料损失

此分析可帮助您了解SEI膜生长和颗粒裂纹等因素如何影响电池性能。通过将容量衰减测试纳入评估流程，您可以优化电池设计并延长其使用寿命。

第 3 部分：老化测试期间需要监测的因素

3.1 容量保持和衰减

在老化测试期间，监测容量保持率对于评估电池健康状况至关重要。您需要测量电池在一段时间内能够存储和释放的电量。容量衰减通常由化学变化引起，例如固体电解质界面 (SEI) 的生长，这会影响电池维持稳定性能的能力。例如，经过老化测试的电池已显示出恢复了高达 52% 的先前观察到的容量损失，这凸显了跟踪这些变化的重要性。

不同的测试方法在评估容量保持率方面各有优势。下表总结了这些方法：

测试方法

性能

电压

反映充电状态但不反映健康状态。

欧姆测试

识别内部电阻问题，表明电池寿命可能结束。

全周期

提供准确的容量读数，但耗时且会给电池带来压力。

快速检测

使用先进的技术进行快速评估，但需要复杂的软件。

BMS

监测关键参数以有效评估充电状态。

库仑计数

提供满充电容量的即时读数，但需要校准。

读取并充电

利用专有算法来获取准确的充电状态读数。

索利

根据总输送库仑估算电池寿命，适用于各种应用。

通过选择合适的方法，可以优化锂电池组的老化步骤，确保准确的容量监控。

3.2 内阻和电导率变化

内阻在决定电池性能方面起着至关重要的作用。在老化测试期间，您应该监测电导率变化和反应动力学，以了解电阻如何影响电荷转移和扩散。在受控条件下测试的电池显示，电阻的恢复率高达 66%，这证明了这些参数的动态特性。

主要观察包括：

与电荷转移和扩散相关的反应动力学发生显著变化。

老化测试期间，电阻恢复率最高可达 66%。

使用万用表等工具测试锂离子电池的电阻，可以深入了解这些变化。这些数据有助于改进电池设计，并改进负载测试协议，以确保长期可靠性。

3.3 安全性能和热稳定性

安全性能和热稳定性是锂电池老化测试中需要监控的关键因素。您需要评估电池在高温或快速放电等应力条件下的性能。必须分析热失控风险和产热率，以确保符合安全标准。

例如，高温测试表明，即使在高放电率下，电池也会产生大量热量。这凸显了监测热稳定性以防止安全隐患的重要性。结合先进的监测系统，例如电池管理系统 (BMS)，可以帮助追踪关键参数并有效降低风险。

通过关注这些因素，您可以确保电池符合行业标准，同时保持最佳性能和安全性。

锂电池老化测试对于确保安全性、可靠性和性能至关重要。这些测试提供了有关容量衰减、电压行为和内阻的关键信息，如下所示：

指示符

描述

容量衰减

电池在多次循环中保持电量的能力逐渐降低。

电压行为

监测充电和放电循环期间的电压稳定性以评估内部化学变化。

内部阻力

阻碍电流流动；阻力增加会导致能量损失和效率降低。

循环寿命

容量明显下降之前的充电/放电循环次数；表示使用寿命。

温度灵敏度

评估温度如何影响电池老化和性能。

这些测试也推动了电池技术的进步。例如：

特斯拉的历史数据显示，行驶 5 英里后容量仅下降 50,000%。

慕尼黑大学对 NCA 锂离子电池的研究揭示了模拟电动汽车条件下的长期稳定性。

报告表明，在最佳存储条件下，容量衰减在 10 年内可以保持在 15% 以下。

通过将老化测试集成到您的开发和质量保证流程中，您可以确保符合行业标准并交付可靠的高性能电池组。这些测试不仅可以提高产品安全性，还可以为优化设计和延长电池寿命提供宝贵的数据。

常见问题

1.锂电池老化测试的典型持续时间是多长？

持续时间取决于测试类型。例如，循环充放电测试可能持续数周，而高温压力测试则可能需要数天。

2. 老化测试如何提高电池安全性？

老化测试可识别热失控和容量损失等风险。这些数据可帮助您设计更安全的电池，满足行业安全标准。

3. 老化测试能预测电池的寿命吗？

是的，老化测试模拟真实环境，以估算循环寿命和容量保持率。这些预测可以指导您优化电池性能和使用寿命。

???? 提示： 定期更新您的测试协议 Large Power 确保准确的预测并符合不断发展的行业标准。