本文主要根據(jù)筆者近年來對鋰離子電池檢測實驗室的認可評審經(jīng)驗，結(jié)合中國合格評定國家認可委員會發(fā)布的CNAS-CL01-A003:2019中，附錄C《 鋰電池檢測領(lǐng)域的應用要求》的最新要求，從設(shè)備、環(huán)境、樣品等方面對鋰離子電池檢測實驗室的認可評審要點進行介紹和分析。

01、設(shè)備

鋰離子電池的檢測過程中，除通用的環(huán)境設(shè)備外，還有很多其他領(lǐng)域較少使用的專用設(shè)備，這些專用設(shè)備對于保證鋰電池產(chǎn)品檢測結(jié)果的準確性及有效性至關(guān)重要。

（1）充放電設(shè)備

充放電設(shè)備屬于典型的電池領(lǐng)域?qū)Ｓ迷O(shè)備，一般要求具有恒流/ 恒壓充電功能和恒流放電功能。該設(shè)備除了可測量電池的電壓、電流參數(shù)之外，還可以測量測試時間和電池容量（容量一般通過時間和電流計算得出，單位為毫安時或安時）。

實際評審過程中發(fā)現(xiàn)，很多鋰電池檢測實驗室提供的充放電設(shè)備校準證書中，往往只有電壓、電流的校準數(shù)據(jù)，缺少時間的校準數(shù)據(jù)。此外，部分充放電設(shè)備充電和放電分別采用正、負兩套電源，進行校準時可能還需考慮充電和放電兩種狀態(tài)。特別需要注意的是，此類設(shè)備進行低電流參數(shù)測量時誤差較大，而每一次充放電測試幾乎都會用到低電流充電，因此評審時需要額外關(guān)注校準證書中低電流參數(shù)的準確性。

時間或容量相關(guān)的指標有額定容量、高溫放電、低溫放電、倍率放電、循環(huán)壽命、荷電保持、貯存等。某些鋰離子電池標準（如GB/T 18287-2013《移動電話用鋰離子蓄電池及蓄電池組總規(guī)范》）中采用放電時間作為判定要求，而有些標準（如GB 31241-2014《便攜式電子產(chǎn)品用鋰離子電池和電池組安全要求》）則采用容量作為測量值。放電時間、容量都是鋰離子電池的典型參數(shù)，是鋰離子電池檢測中的重要要求。

此外，容量往往不是直接測量參數(shù)，而是對整個放電過程中的電流值、時間進行積分計算得出。在此過程中，電流值往往不是理想化的恒定值，而是波動的，這就要求測試設(shè)備有合理的采樣和計算模型，實驗室應該對其有效性進行評估。

（2）短路設(shè)備

外部短路試驗是檢驗鋰離子電池安全性的一個重要測試項目，使用短路試驗設(shè)備進行。盡管不同標準對短路電阻的規(guī)定不盡一致，比如100 mΩ、80 mΩ、30 mΩ、5 mΩ 等，但一般而言短路電阻值都比較低，這就要求短路試驗設(shè)備的電阻值比較精確。

對于短路電阻，實驗室一般都會采用外部校準的方式。由于每一次使用短路設(shè)備，都可能造成接觸點溫度過高而導致接觸點材料發(fā)生氧化，以致總回路電阻發(fā)生變化。因此，建議實驗室通過期間核查的方式監(jiān)測短路設(shè)備的阻抗，并盡量縮短校準周期。同時，每次使用短路設(shè)備前都要確認回路阻抗。鑒于實際試驗過程中通過短路設(shè)備的電流比較大，期間核查時宜采用電流值相匹配或者量程盡量大（如幾十安培電流）的低阻測量儀，不宜采用普通的小電流電阻測量儀器（一般為毫安級）。

（3）直流電源

鋰電池檢測過程中基本都會涉及到充電測試、強制放電等項目，經(jīng)常用到直流電源，大多鋰電池標準中對于電流參數(shù)的要求比較高，且基本要求采用恒流充電的方式，而普通的恒壓直流電源一般只能保證電壓值恒定，電流值不可控，因此不宜采用普通的恒壓直流電源進行相關(guān)測試。

（4）交流內(nèi)阻儀

鋰離子電池的交流內(nèi)阻測試基本都參照IEC 61960 測試方法，該標準中對于內(nèi)阻測試的電流信號的頻率、峰值電壓等都有具體的規(guī)定（1 kHz、20 mV）。選用和校準交流內(nèi)阻儀時一定要確認是否滿足該標準的要求。盡管交流內(nèi)阻的測量值也是毫歐級，但是不能與上面提到的外部短路設(shè)備的回路阻抗確認混淆，二者的主要區(qū)別有兩方面：直流與交流、大電流與小電流。

02、環(huán)境

鋰離子電池一方面對于環(huán)境溫度等指標特別敏感，另一方面鋰離子電池自身也可能對環(huán)境產(chǎn)生影響，因此實驗室應該特別注意鋰電池實驗檢測環(huán)境的監(jiān)控和防護。

（1）環(huán)境溫度

一般來說，在鋰離子電池的正常使用溫度范圍（如0~60 ℃）內(nèi)，環(huán)境溫度越高其放電性能越好，也就意味著能夠放出更多的電能來，因此一般高溫下測得的放電容量偏高。能力驗證、仲裁測試過程中，尤其注意要把測試環(huán)境溫度控制在要求范圍內(nèi)（容許誤差一般為±2 ℃）。

環(huán)境溫度越高，鋰離子電池的放電容量越高，但其安全性卻隨著溫度的升高而降低。過高的環(huán)境溫度將加嚴安全測試的要求，造成安全指標的誤判。因此不論性能測試還是安全測試，都需要控制好環(huán)境溫度。

（2）排氣系統(tǒng)

鋰離子電池在短路、過充、針刺、擠壓、熱濫用等安全檢測過程中，經(jīng)常會產(chǎn)生電解液蒸汽、煙塵等有害氣體，僅從試驗箱中將氣體排至室內(nèi)是遠遠不夠的，實驗室需要配置完善的排氣系統(tǒng)以保證測試人員的健康。

（3）防爆設(shè)施

鋰離子電池安全測試中還經(jīng)常發(fā)生起火、爆炸等，實驗室應當為操作人員配置適當?shù)姆雷o用品，更重要的是要將樣品放置在適當?shù)姆辣O(shè)施內(nèi)部進行試驗，不能在開放環(huán)境中進行安全測試。也可以將樣品放置在單獨的防護測試間內(nèi)進行安全測試，測試時測試間內(nèi)不應有人員、設(shè)備。

（4）消防設(shè)施

普通實驗室對于電氣設(shè)施一般配置干粉滅火器、二氧化碳滅火器等，而對于鋰離子電池，有效的滅火方式是使鋰離子電池迅速降溫，一般采用大量的水來對鋰離子電池進行滅火。滅火裝置數(shù)量應充足，能覆蓋所有試驗區(qū)域，并保證易取用，避免多個實驗間共用滅火器材。

03、樣品

國內(nèi)已經(jīng)發(fā)生多起鋰離子電池企業(yè)在電池生產(chǎn)和倉儲環(huán)節(jié)引發(fā)的安全事故，鋰電池檢測實驗室經(jīng)常放置、存儲鋰離子電池，測試后的鋰離子電池安全風險更大，電池樣品需要全程的安全管控。

（1）安全防護

收到樣品之后，建議實驗室將電池樣品存放在專門的具有一定防火功能的庫房內(nèi)，避免與其他樣品混用庫房。電池的接線端子要進行絕緣處理。使用金屬樣品架時，如果電池樣品外殼是金屬材料，極易發(fā)生外部短路，引發(fā)著火，更要做好絕緣。還要注意的是，絕緣墊等絕緣材料不能是易燃材料。

試驗后尤其是安全試驗后的電池樣品，要進行放電處理，如采用鹽水浸泡等方式。進行運輸測試的樣品，由于標準要求有試驗后的觀察期，一定要放置在防爆設(shè)施內(nèi)部進行留存觀察。

此外，按照相關(guān)監(jiān)管部門的要求，安全試驗后的鋰離子電池是有瑕疵的電池，屬于限制運輸?shù)姆秶?，因此實驗室不得將安全試驗后的電池樣品通過公共途徑（如普通快遞）返還給委托人。

（2）廢棄物的處理

鋰離子電池的檢測必將產(chǎn)生大量的廢棄物，實驗室可將廢棄物返回委托人；而更常見的情況是委托人往往委托實驗室代為銷毀或處理試驗后的電池樣品。因此，鋰離子電池實驗室需要與專門的電池處理機構(gòu)簽訂服務協(xié)議進行廢棄物的處理。這些處理機構(gòu)可以是專門的廢棄物處理機構(gòu)，也可以是國家認可或授權(quán)的電池回收處理機構(gòu)。

小結(jié)

鋰離子電池誕生于上個世紀90 年代，而在我國的蓬勃發(fā)展主要集中在近十年，相應檢測機構(gòu)的迅速發(fā)展則是最近幾年的事情。鋰離子電池作為一個新興事物，其自身兼具電氣與化學產(chǎn)品的特性，與電氣和化學產(chǎn)品又不完全相同。

鋰離子電池的檢測研究一直處于發(fā)展階段，鋰離子電池檢測實驗室的認可評審要求也一直處在不斷完善之中。本文僅從鋰電池檢測環(huán)節(jié)中涉及的設(shè)備、環(huán)境、樣品等幾個主要方面，總結(jié)歸納了近年來在電池實驗室評審過程發(fā)現(xiàn)的問題要點，有關(guān)鋰離子電池檢測領(lǐng)域的更多要求，還需要進一步探討、完善。

文章來源：《鋰離子電池檢測實驗室認可評審要點》——何鵬林，王曉冬（中國電子技術(shù)標準化研究院）；王黎雯（中國合格評定國家認可中心），本內(nèi)容僅供學習交流，如有侵權(quán)，聯(lián)系刪除。