一種鉛蓄電池加速壽命檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉛蓄電池加速壽命檢測方法，高溫環(huán)境檢測，檢測中加入脈沖，與常溫進行100%DoD壽命試驗接近，更快速的測試和估算出鉛酸蓄電池的循環(huán)壽命，整個檢測周期約2～4個月，顯著縮短檢測時間，數(shù)據(jù)真實，評估電池性能優(yōu)劣，可顯著提高企業(yè)或研發(fā)單位研發(fā)新技術新產(chǎn)品的速度。
【專利說明】一種鉛蓄電池加速壽命檢測方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及蓄電池生產(chǎn)領域，具體涉及一種鉛蓄電池加速壽命檢測方法。

【背景技術】
[0002]現(xiàn)今電動車的主要動力源就是電池，而鉛蓄電池作為使用范圍最廣、覆蓋領域最多的電池，其使用性能尤為重要，循環(huán)壽命是評價鉛蓄電池使用性能的一個重要指標。如何準確而又快速的檢測電池循環(huán)壽命對分析評價電池特性有重要意義。
[0003]國家于2009年4月I日起實施的GB/T22199-2008《電動助力車用密封鉛酸蓄電池》中規(guī)定的現(xiàn)有鉛蓄電池的循環(huán)方法為:蓄電池完全充電后，在溫度為25°C ±5°C的環(huán)境中以1.0J2電流放電1.6h，然后以恒壓16.0V (限流0.4/2)充電6.4h為一個循環(huán)。當放電
1.6h，蓄電池端電壓連續(xù)三次低于10.50V時，認為蓄電池循環(huán)壽命終止，此三次循環(huán)不計入循環(huán)次數(shù)內(nèi)，至此的循環(huán)壽命次數(shù)即作為此電池的循環(huán)壽命。此方法檢測效率低，耗時太長，短則3飛月，長可達8?12個月，同時此檢測方法與電池的實際使用情況也有不符，無法真實反應電池的實際使用情況。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種鉛蓄電池加速壽命檢測方法，更快速的測試和估算出鉛酸蓄電池的循環(huán)壽命，評估電池性能優(yōu)劣，具有檢測時間短，數(shù)據(jù)真實，可顯著提高企業(yè)或研發(fā)單位研發(fā)新技術新產(chǎn)品的速度。
[0005]本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn):
一種鉛蓄電池加速壽命檢測方法，包括以下步驟:
Cl) 2hr率容量檢測:蓄電池在溫度為25V ±2°C的環(huán)境中，以端電壓2.50V±0.1OV/單格(限流0.6J2 A)的恒定電壓連續(xù)充電20h后，靜置f24h，當蓄電池表面溫度穩(wěn)定在250C ±5°C時，以J2OV)電流連續(xù)放電至端電壓降至1.75V/單格終止，由放電時間和放電電流計算電池實際放電容量，如此循環(huán)三次取平均值，記為此電池的實際容量C2 ;
(2)高溫檢測:將充滿電的電池放置于環(huán)境溫度設定為40°C?70°C±2°C的恒定環(huán)境中，靜置l(T24h直至電池表面溫度與環(huán)境溫度相同，設定程序以0.3^0.SI2恒流放電至209^，靜置30min后，以限壓2.35?2.6V/單格(限流0.6/2)連續(xù)充電4?811后進行大電流脈沖充電，脈沖寬度為f 5s，靜置時間為f 5s，反復大電流脈沖充電循環(huán)30(Γ1000次；
(3)步驟(2)高溫檢測為一大循環(huán)，每50次大循環(huán)后，將電池放置室溫25°C±2°C的環(huán)境中l(wèi)(T24h后，按步驟(I)進行三次容量檢測，當容量連續(xù)三次低于.￡η，壽命終止，記錄大循環(huán)次數(shù)N ；
(4)根據(jù)公知的常溫下循環(huán)壽命與高溫下循環(huán)壽命比值F，計算出常溫下鉛蓄電池的循環(huán)壽命。
[0006]本發(fā)明檢測方法的依據(jù)是因為電池充放電容量與循環(huán)性能受環(huán)境溫度影響，當環(huán)境溫度由25°C增加到70°C，正負極的化學反應的速度會成倍增加，導致降低極板的放電深度，增加了電化學極化和濃差極化。高溫下會加速電化學反應，同時也會加速電池失水等導致失效的因素，但是不會改變電池的失效模式，所以可以通過在高溫下測定電池的循環(huán)壽命，以此估算電池的常溫壽命。
[0007]因為高溫加速試驗不是全充全放，容易對負極活性物質(zhì)部分出現(xiàn)硫酸鹽化，并且是不可逆的，本發(fā)明加入脈沖，可使這部分大顆粒硫酸鉛進行轉(zhuǎn)化成可充電的硫酸鉛，與常溫進行100%DoD壽命試驗更接近。
[0008]同時脈沖是瞬間大電流，時間以秒或毫秒計，不會造成持續(xù)大電流充電對電池產(chǎn)生的影響，不會降低極板活性面積和反應活性點；再者大電流充電的作用深度淺，若長時間反復大電流充電會造成極板中部分活性物質(zhì)失活，無法放出容量。
[0009]經(jīng)在阿爾貢和哥倫比亞國際電池檢測實驗室，對Exide的6kWh模塊電池進行一系列嚴格測試后，J.E.Clifford和R.E.Thomas等人提出在不同溫度下電池的循環(huán)壽命與常溫下循環(huán)次數(shù)存在一定關聯(lián)，見公式一。通過記錄高溫下循環(huán)壽命可以估算出常溫下電池的循環(huán)壽命。
[0010]_/nF=a (t-25°c )(公式一)
其中F為常溫下循環(huán)壽命與高溫下循環(huán)壽命比值，記為加速影響因子當溫度為25°C時，F(xiàn)=I，當溫度為50°C時，F(xiàn)=2.Γ2.6，當溫度為70°C時，F(xiàn)=6.0 a為相關系數(shù)，取值范圍0.03、.04 t為設定溫度值
如當溫度設定為70°C時，電池在高溫下的循環(huán)壽命為92次，則可計算出常溫電池壽命為 552 次(92X6)。
[0011]本發(fā)明具有以下明顯優(yōu)點:
本發(fā)明適用于鉛蓄電池不同放電深度下電池的循環(huán)壽命檢測，高溫檢測中加入脈沖，與常溫進行100%DoD壽命試驗接近，整個檢測周期約2?4個月，顯著縮短檢測時間，數(shù)據(jù)真實，也降低了檢測成本和能源消耗。

【具體實施方式】
[0012]以6-DZM-12鉛蓄電池為例進行以下檢測。
[0013]實施例1
Cl) 2hr率容量檢測:蓄電池在溫度為25V ±2°C的環(huán)境中，以端電壓2.50V±0.1OV/單格(限流0.6J2 A)的恒定電壓連續(xù)充電20h后，靜置f24h，當蓄電池表面溫度穩(wěn)定在250C ±5°C時，以J2OV)電流連續(xù)放電至端電壓降至1.75V/單格終止，由放電時間和放電電流計算電池實際放電容量，如此循環(huán)三次取平均值，記為此電池的實際容量C2 ;
(2)高溫檢測:將充滿電的電池放置于環(huán)境溫度設定為70°C±2°C的恒定環(huán)境中靜置1h直至電池表面溫度與環(huán)境溫度相同，設定程序以0.3/2恒流放電至20%^2，靜置30min后，以限壓2.35V/單格(限流0.6/2)連續(xù)充電8h后進行IC大電流脈沖充電，脈沖寬度為5s，靜置時間為5s，如此反復大電流脈沖充電循環(huán)300次；
(3)步驟(2)高溫檢測為一大循環(huán)，每50次大循環(huán)后，將電池放置室溫25°C±2°C的環(huán)境中20h后，按步驟(I)進行三次容量檢測，當容量連續(xù)三次低于.￡η’壽命終止，記錄循環(huán)次數(shù)N為99次； (4)根據(jù)公知的常溫下循環(huán)壽命與高溫下循環(huán)壽命比值F為6，計算出常溫下鉛蓄電池的循環(huán)壽命為594次(99X6)。
[0014]整個檢測周期為2.4月。
[0015]實施例2
Cl) 2hr率容量檢測:蓄電池在溫度為25V ±2°C的環(huán)境中，以端電壓2.50V±0.1OV/單格(限流0.6J2 A)的恒定電壓連續(xù)充電20h后，靜置f24h，當蓄電池表面溫度穩(wěn)定在250C ±5°C時，以J2OV)電流連續(xù)放電至端電壓降至1.75V/單格終止，由放電時間和放電電流計算電池實際放電容量，如此循環(huán)三次取平均值，記為此電池的實際容量C2 ;
(2)高溫檢測:將充滿電的電池放置于環(huán)境溫度設定為66°C±2°C的恒定環(huán)境中靜置15h直至電池表面溫度與環(huán)境溫度相同，設定程序以0.5/2恒流放電至20%^2，靜置30min后，以限壓2.5V/單格(限流0.6/2)連續(xù)充電6h后進行2C大電流脈沖充電，脈沖寬度為3s，靜置時間為3s，如此反復大電流脈沖充電循環(huán)700次；
(3)步驟(2)高溫檢測為一大循環(huán)，每50次大循環(huán)后，將電池放置室溫25°C±2°C的環(huán)境中15h后，按步驟(I)進行三次容量檢測，當容量連續(xù)三次低于70%Cn，壽命終止，記錄循環(huán)次數(shù)N為119次；
(4)根據(jù)公知的常溫下循環(huán)壽命與高溫下循環(huán)壽命比值F為5.1，計算出常溫下鉛蓄電池的循環(huán)壽命為607 (119X5.1)次。
[0016]整個檢測周期為2.5月。
[0017]實施例3
Cl) 2hr率容量檢測:蓄電池在溫度為25V ±2°C的環(huán)境中，以端電壓2.50V±0.1OV/單格(限流0.6J2 A)的恒定電壓連續(xù)充電20h后，靜置f24h，當蓄電池表面溫度穩(wěn)定在250C ±5°C時，以J2OV)電流連續(xù)放電至端電壓降至1.75V/單格終止，由放電時間和放電電流計算電池實際放電容量，如此循環(huán)三次取平均值，記為此電池的實際容量C2 ;
(2)高溫檢測:將充滿電的電池放置于環(huán)境溫度設定為40°C±2°C的恒定環(huán)境中靜置20h直至電池表面溫度與環(huán)境溫度相同，設定程序以0.SI2恒流放電至20%^2，靜置30min后，以限壓2.6V/單格(限流0.6/2)連續(xù)充電4h后進行3C大電流脈沖充電，脈沖寬度為ls，靜置時間為ls，如此反復大電流脈沖充電循環(huán)1000次；
(3)步驟(2)高溫檢測為一大循環(huán)，每50次大循環(huán)后，將電池放置室溫25°C±2°C的環(huán)境中12h后，按步驟(I)進行三次容量檢測，當容量連續(xù)三次低于70%Cn，壽命終止，記錄循環(huán)次數(shù)N為315次；
反復大電流脈沖充電循環(huán)30(Tl000次；
(4)根據(jù)公知的常溫下循環(huán)壽命與高溫下循環(huán)壽命比值F為1.9，計算出常溫下鉛蓄電池的循環(huán)壽命為598次(315X 1.9)。
[0018]整個檢測周期為3.5月。
[0019]同規(guī)格電池用本發(fā)明進行了三次檢測，估計出的常溫下鉛蓄電池的循環(huán)壽命相近(594、607、598 )，可見本發(fā)明檢測數(shù)據(jù)的準確性。
【權利要求】
1.一種鉛蓄電池加速壽命檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)2hr率容量檢測:蓄電池在溫度為25V ±2°C的環(huán)境中，以端電壓2.50V±0.1OV/單格(限流0.6J2 A)的恒定電壓連續(xù)充電20h后，靜置f24h，當蓄電池表面溫度穩(wěn)定在250C ±5°C時，以J2OV)電流連續(xù)放電至端電壓降至1.75V/單格終止，由放電時間和放電電流計算電池實際放電容量，如此循環(huán)三次取平均值，記為此電池的實際容量C2 ; (2)高溫檢測:將充滿電的電池放置于環(huán)境溫度設定為40°C?70°C±2°C的恒定環(huán)境中，靜置l(T24h直至電池表面溫度與環(huán)境溫度相同，設定程序以0.3^0.SJ2恒流放電至209^，靜置30min后，以限壓2.35?2.6V/單格(限流0.6/2)連續(xù)充電4?811后進行大電流脈沖充電，脈沖寬度為f 5s，靜置時間為f 5s，反復大電流脈沖充電循環(huán)30(Γ1000次； (3)步驟(2)高溫檢測為一大循環(huán)，每50次大循環(huán)后，將電池放置室溫25°C±2°C的環(huán)境中l(wèi)(T24h后，按步驟(I)進行三次容量檢測，當容量連續(xù)三次低于.￡η，壽命終止，記錄大循環(huán)次數(shù)N ； (4)根據(jù)公知的常溫下循環(huán)壽命與高溫下循環(huán)壽命比值F，計算出常溫下鉛蓄電池的循環(huán)壽命。
【文檔編號】G01R31/36GK104237798SQ201410432001
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權日:2014年8月28日
【發(fā)明者】張慧, 方明學, 張麗芳, 王斌 申請人:浙江天能電池江蘇新能源有限公司